空天飞机总体快速设计系统的若干研究

发布时间：2017-09-09 18:03

  本文关键词：空天飞机总体快速设计系统的若干研究

  更多相关文章： 概念设计 参数化建模 集成系统 中心数据库 图形用户界面

【摘要】：飞行器设计分为概念设计、初步设计和详细设计三个阶段。在飞机概念设计中,根据设计要求一般可以形成多个总体设计方案,各专业分别对方案进行分析和评估,一轮分析后修改相关参数进行新一轮的计算,多轮迭代后最终得到最佳设计方案。这个过程工作繁琐且耗时很长。目前国内外对高空高速飞行器单个学科的研究较多,但对于高空高速飞行器多学科设计与集成的研究相对较少,且没有太多的资料可以参考。本文介绍了空天飞机的总体快速设计系统,将各模块集成起来,重点研究了空天飞机的几何参数化建模及集成技术。该系统可以辅助设计人员进行设计,以提高工作效率、缩短设计周期。本文的主要内容如下:1)研究了空天飞机总体快速设计系统的设计过程、软件架构及管理层次;基于C++和FLTK/GUI开发用户界面,用于图形显示与功能调用。2)通过查阅国内外相关资料,分别从研究对象和几何外形生成方法两个方面介绍了飞机外形参数化建模方法,每种方法有各自的优点和使用范围。本文根据项目需求,选择基于形状函数/分类函数(CST)的参数化建模方法和基于开源程序的参数化建模方法。分别介绍了CST方法的原理,参数化建模程序的建模方法及程序结构,并对程序做进一步开发,丰富飞机的参数化设计功能。3)参数化建模程序提供的组件参数化功能能够缩短飞机几何建模周期,提高效率。但对一些非常规布局飞行器的建模仍存在一些障碍。本文建立了多种机身外型及机翼结构实例库,设计人员只需根据需要选择相应外形的飞行器并调整少量参数,即可得到理想的飞行器模型。根据初始参数初估的一些方法,计算飞行器的几何模型数据,并利用上述实例库建立飞机模型。4)空天飞机总体快速设计系统涉及的学科很多,各学科之间的数据交流是方案设计与分析的关键。系统使用中心数据库实现各模块之间的数据交换,中心数据库结构清晰,方便各模块进行数据存储与访问;通过分析各模块采用的分析方法,介绍了各分析模块的接口技术。
【关键词】：概念设计 参数化建模 集成系统 中心数据库 图形用户界面
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V221;V423
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-14
• 第一章 绪论14-20
• 1.1 研究背景14-15
• 1.2 总体快速设计系统的研究状况15-18
• 1.2.1 国外发展状况15-18
• 1.2.2 国内发展状况18
• 1.3 本文研究目的与内容安排18-20
• 第二章 空天飞机总体快速设计系统的初步设计20-29
• 2.1 引言20-22
• 2.2 空天飞机总体快速设计流程22-24
• 2.3 多学科集成设计过程特点分析24
• 2.4 空天飞机总体快速设计系统总体设计24-26
• 2.4.1 系统总体框架24-26
• 2.4.2 系统模块划分26
• 2.5 空天飞行器总体快速设计系统界面初步设计26-28
• 2.6 小结28-29
• 第三章 外形参数化快速建模方法研究29-48
• 3.1 引言29-30
• 3.2 剖面剖面基于形状函数/分类函数变换的参数化方法30-35
• 3.2.1 翼型剖面参数化30-33
• 3.2.2 机身剖面参数化33-35
• 3.3 主要部件参数化建模方法35-39
• 3.3.1 部件位置35-36
• 3.3.2 对称部件36
• 3.3.3 机身外形参数化建模36-38
• 3.3.4 翼面类部件参数化建模38-39
• 3.3.5 内部设备几何参数39
• 3.4 参数化建模程序设计说明39-45
• 3.4.1 开发工具39
• 3.4.2 程序设计模式39-40
• 3.4.3 程序模块功能划分40-42
• 3.4.4 程序组件42
• 3.4.5 主要数据结构42-44
• 3.4.6 主要类图44-45
• 3.5 设计实例45-47
• 3.6 小结47-48
• 第四章 基于实例库的飞行器外形模块化设计48-59
• 4.1 引言48-49
• 4.2 机身外形实例库49-54
• 4.3 机翼结构实例库54-56
• 4.3.1 结构布置参数54-56
• 4.3.2 结构尺寸参数56
• 4.4 基于实例库的几何外形快速生成示例56-58
• 4.5 小结58-59
• 第五章 空天飞机总体快速设计系统数据管理与接口技术59-71
• 5.1 空天飞机总体快速设计系统数据管理59-62
• 5.1.1 数据分析59
• 5.1.2 中心数据库59-60
• 5.1.3 CPACS60-62
• 5.2 空天飞机多学科集成模块层接口分析62-70
• 5.2.1 几何模块62-64
• 5.2.2 气动分析模块64-65
• 5.2.3 操稳特性分析模块65-66
• 5.2.4 重量分析模块66-67
• 5.2.5 气动热分析模块67-68
• 5.2.6 热防护分析模块68-69
• 5.2.7 轨迹分析模块69-70
• 5.3 小结70-71
• 第六章 总结与展望71-73
• 6.1 全文总结71
• 6.2 展望71-73
• 参考文献73-77
• 致谢77-78
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文78

【参考文献】

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本文编号：821939