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，機翼的形狀對比如下圖所示： △ 優化前后形狀對比 再次運行流場求解器 我們看到機翼外形已經發生改變，但是我們不確定的是優化后的形狀是否真的可以增加“下壓力”，所以再次運行流場求解器來看看下壓力是否增大？

1 氣動外形設計方法氣動外形設計包括乘波前體氣動外形優化設計、機翼設計。在此基礎上，進行高超聲速ISR 平臺氣動外形一體化設計，包括乘波前體與機身的集成、機翼與機身的集成，以及后體與機身的集成三部分。1.1 乘波前體設計作者前期對高超聲速ISR平臺的乘波前體進行了優化設計和性能分析，優化后的乘波體具有應用于高超聲速ISR 平臺氣動外形設計的潛力。

特斯拉Cyber-truck激進的外形設計對其空氣動力學特性目標帶來更大的挑戰。 特斯拉Cyber-truck激進的外形設計（圖片來自網絡）在外形的開發和優化過程中，為了達到設計要求，常規做法往往需要進行大量的實驗，這將會付出高昂的人力物力成本，并導致較長的設計周期。應用CFD數值模擬技術可低成本更高效的為車身氣動外形的選擇和優化提供支撐。

基于 OpenFOAM 的計算流體力學（CFD）設計優化 課程定位：從流動仿真到自動化外形與拓撲結構設計 學習收獲 借助簡單流動案例，理解基于 CFD 的設計優化，以及靈敏度優化、外形優化和拓撲優化的相關概念。 無需掌握伴隨理論前置知識，即可在 OpenFOAM v2412 中搭建基于伴隨方法的靈敏度分析流程。

優化后風扇的流量提高4.7%，氣動效率提高約5%。如結合蝸殼的外形優化，可一步提高優化空間。

優化后風扇的流量提高4.7%，氣動效率提高約5%。如結合蝸殼的外形優化，可一步提高優化空間。

四團隊介紹趙歡（第一作者） ， 西北工業大學，副教授，研究方向為飛行器氣動/隱身多學科優化設計理論與方法；多學科不確定分析及穩健設計理論與方法；翼型/機翼/旋翼/先進氣動布局高效優化設計理論與方法；新型轉捩預測方法，先進自然層流外形流動機理與優化設計；代理模型、機器學習及智能化全局優化理論與方法等。

通過以上選擇，程序自動計算出半部系統的外形尺寸數據如圖8。 在進行半部系統外形尺寸計算前，必須把半部系統規劃成總焦距為1的系統。半部系統的外形尺寸計算主要是求解半部系統三片透鏡的光焦度分配和軸向光線以及軸外光線在各個面上的投射高度等資料。

圖3.變焦系統變焦運動動畫圖4.填寫初級像差系數② 初級像差系數自動平衡完成外形尺寸計算后就可以接著進行系統初級像差的平衡優化設計。此時按“下一步”命令鈕，窗體立即出現下一個畫面如圖5。其中列出兩個表格，一個是要求輸入各初級像差系數的目標值，另一個要求輸入系統各組元的PW參數的初始參考值及其權系數。

圖3.變焦系統變焦運動動畫 圖4.填寫初級像差系數 ② 初級像差系數自動平衡完成外形尺寸計算后就可以接著進行系統初級像差的平衡優化設計。此時按“下一步”命令鈕，窗體立即出現下一個畫面如圖5。其中列出兩個表格，一個是要求輸入各初級像差系數的目標值，另一個要求輸入系統各組元的PW參數的初始參考值及其權系數。

圖3.變焦系統變焦運動動畫② 初級像差系數自動平衡完成外形尺寸計算后就可以接著進行系統初級像差的平衡優化設計。此時按“下一步”命令鈕，窗體立即出現下一個畫面如圖4。其中列出兩個表格，一個是要求輸入各初級像差系數的目標值，另一個要求輸入系統各組元的PW參數的初始參考值及其權系數。

圖3.變焦系統變焦運動動畫圖4.填寫初級像差系數（2）初級像差系數自動平衡完成外形尺寸計算后就可以接著進行系統初級像差的平衡優化設計。此時按“下一步”命令鈕，窗體立即出現下一個畫面如圖5。其中列出兩個表格，一個是要求輸入各初級像差系數的目標值，另一個要求輸入系統各組元的PW參數的初始參考值及其權系數。

2 研究的情形仿真分析了8種情形，分別是基礎車型、格柵開孔、大風扇、壓縮機下移、增加預催隔熱罩、更改預催隔熱罩材料、優化的預催隔熱罩外形、優化預催隔熱罩外形并下移壓縮機。后7種的方案均是相對于基礎車型的更改，而不是依次更改的疊加。試驗方面，對基礎車型和優化預催隔熱罩外形并下移壓縮機的情形進行了試驗測試。

圖3.變焦系統變焦運動動畫圖4.填寫初級像差系數 ② 初級像差系數自動平衡完成外形尺寸計算后就可以接著進行系統初級像差的平衡優化設計。此時按“下一步”命令鈕，窗體立即出現下一個畫面如圖5。其中列出兩個表格，一個是要求輸入各初級像差系數的目標值，另一個要求輸入系統各組元的PW參數的初始參考值及其權系數。

圖13.自動換根及線性運動選擇功能界面 ② 初級像差系數自動平衡 完成外形尺寸計算后就可以接著進行系統初級像差的平衡優化設計。此時按“下一步”命令鈕，窗體立即出現下一個畫面如圖14。其中列出兩個表格，一個是要求輸入各初級像差系數的目標值，另一個要求輸入系統各組元的PW參數的初始參考值及其權系數。參加優化設計的初級像差項目可選，選擇時使用工具條上插入和刪除按鈕進行操作。

圖6.等折射率玻璃搭配列表 玻璃選擇完成接口會立即轉入外形尺寸計算狀態。?外形尺寸計算 圖7.等折射率玻璃搭配列表 在進行半部系統外形尺寸計算前，必須把半部系統規劃成總焦距為1的系統。半部系統的外形尺寸計算主要是求解半部系統三片透鏡的光焦度分配和軸向光線以及軸外光線在各個面上的投射高度等資料。

圖6：光束遮擋圖7：Mirror1（左）和Mirror2（右）的光跡圖 到目前為止，此設計已經在 OpticStudio 中進行了布局、優化和調整，使其匹配3U 立方體衛星的外形尺寸，并實現了以下光斑尺寸和 MTF 性能： 圖8：名義系統性能 光斑尺寸在所有視場點上都達到衍射極限，MTF也符合在80 cycles/mm時大于0.25的指標。

圖3 滾珠絲桿和換擋搖臂工作原理圖4 換擋電動機的外特性數據圖5所示為滾珠絲桿外形圖，其關鍵參數是直徑和導程，這兩個參數決定了其傳動比。圖6所示為換擋搖臂外形圖，通過組合不同的L1和L2可以得到不同的傳動比（L1為換擋搖臂與變速器換擋桿接觸的點到插銷的距離，L2為換擋搖臂與絲桿接觸的凸起點到插銷的距離）。

在空氣動力學方面，主要通過優化汽車覆蓋件外形、增加尾翼、局部增加裝置調整空氣阻力、隱藏式門把手、電子后視鏡的方式優化汽車空氣動力學。 汽車覆蓋件中發動機罩蓋和尾廂蓋板外形發展來看，最初的發動機罩蓋和行李箱蓋屬于方正外形，如來自1930年的雪鐵龍Traction Avant宣傳海報上的雪鐵龍Traction汽車的發動機罩蓋，如圖2a所示。

風扇氣動噪音是空調外機噪音的一個主要來源，目前為了降低風葉氣動噪音，風葉外形在逐步進行仿生設計，例如風葉邊緣做成鋸齒狀，風葉端面打孔，葉片增加“蜻蜓痣”等方法，通過大量實驗證明仿生設計可以降低風葉的氣動噪音。本文對風葉外形進行優化設計，研討風葉外形與噪音的關系。 為節省計算時間，CFD 模擬僅對風扇模型進行分析，研討風扇性能。優化前風葉幾何參數如表1所示。