CN111639404B - 带锯齿尾缘的仿生降噪翼型优化方法、装置及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本公开实施例提供了一种带锯齿尾缘的仿生降噪翼型优化方法、装置及电子设备，属于数据处理技术领域。该方法包括：采集初始翼型的几何参数；根据所述初始翼型的几何参数进行预设类型的分析操作，得出所述初始翼型的分析参数；根据全部所述分析参数计算出所述初始翼型的综合性能参数；判断所述综合性能参数是否与预设参数符合；若所述综合性能参数与所述预设参数符合，则将所述初始翼型作为目标翼型；若所述综合性能参数与所述预设参数不符合，则更新所述初始翼型的几何参数。通过本公开的处理方案，得出最优的综合性能参数的目标翼型，并更新不符合要求的仿生降噪翼型的几何参数，提高了带锯齿尾缘的仿生降噪翼型优化方法的计算效率和精准度。
Description
技术领域
本公开涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种带锯齿尾缘的仿生降噪翼型优化方法、装置及电子设备。
背景技术
近些年随着风能的迅速发展，风力机已经遍布全国各地。然而风力机运行过程中却带来了巨大的噪声影响。降低风力机运行时的噪声成为了当前的研究热点。近些年基于仿生学的锯齿尾缘成为了降低风力机噪声的主要被动控制方法，然而在设计带锯齿尾缘的仿生翼型时，由于基准翼型几何参数保持不变，锯齿尾缘结构虽然改善了噪声特性，但是同时也会影响流场，使得阻力系数增大，导致设计出的仿生翼型的气动性能下降。此外，在现有的带锯齿尾缘的仿生翼型设计中，锯齿的形状的选择具有极大的主观性，且每当改变锯齿尾缘的齿高与波长时，都需要对仿生翼型的流场和声场进行人为计算，这极大地增加了计算的工作量。
可见，亟需一种高效且精准的带锯齿尾缘的仿生降噪翼型优化方法。
发明内容
有鉴于此，本公开实施例提供一种带锯齿尾缘的仿生降噪翼型优化方法、装置及电子设备，至少部分解决现有技术中存在的问题。
第一方面，本公开实施例提供了一种带锯齿尾缘的仿生降噪翼型优化方法，包括：
采集初始翼型的几何参数，其中，所述初始翼型的几何参数包括光滑翼型主体的几何参数和锯齿尾缘的几何参数；
根据所述初始翼型的几何参数进行预设类型的分析操作，得出所述初始翼型的分析参数，其中，所述预设类型的分析操作包括几何结构分析操作、气动性能分析操作和气动噪声分析操作；
根据全部所述分析参数计算出所述初始翼型的综合性能参数；
判断所述综合性能参数是否与预设参数符合；
若所述综合性能参数与所述预设参数符合，则将所述初始翼型作为目标翼型；
若所述综合性能参数与所述预设参数不符合，则更新所述初始翼型的几何参数。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，当所述预设类型的分析操作为几何结构分析操作时，所述根据所述初始翼型的几何参数进行预设类型的分析操作，得出所述初始翼型的分析参数的步骤之前，所述方法还包括：
建立所述初始翼型对应的二维坐标系；
获取所述初始翼型对应的坐标；
根据所述坐标，利用预设算法计算所述初始翼型的结构参数，并将所述结构参数作为所述分析参数。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，当所述预设类型的分析操作为气动性能分析操作时，所述根据所述初始翼型的几何参数进行预设类型的分析操作，得出所述初始翼型的分析参数的步骤，包括：
根据所述锯齿尾缘的几何参数计算所述锯齿尾缘所受的升力和阻力，以及，根据所述光滑翼型主体对应的坐标计算所述光滑翼型主体的升力系数和阻力系数；
根据所述锯齿尾缘所受的升力和阻力，计算所述锯齿尾缘的升力系数和阻力系数；
根据所述光滑翼型主体的升力系数和阻力系数，以及所述锯齿尾缘的升力系数和阻力系数，计算所述初始翼型的升力系数和阻力系数并将所述初始翼型的升力系数和阻力系数作为所述分析参数。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述锯齿尾缘所受的升力L和阻力D为所述初始翼型的升力系数CL和阻力系数CD为/>其中，λ为所述锯齿尾缘的波长，c为所述光滑翼型主体的弦长，ρ为空气密度，U为来流风速，α为所述光滑翼型主体所对应的攻角，CL-airfoil为所述光滑翼型主体的升力系数，CD-airfoil为所述光滑翼型主体的阻力系数。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，当所述预设类型的分析操作为气动噪声分析操作时，所述根据所述初始翼型的几何参数进行预设类型的分析操作，得出所述初始翼型的分析参数的步骤，包括：
对所述初始翼型进行流动预测，得到所述初始翼型的流场参数；
将所述流场参数和所述几何参数代入锯齿尾缘声压频谱公式，得到声压值并将所述声压值作为所述分析参数。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述锯齿尾缘声压频谱公式为其中，
h为所述锯齿尾缘的齿高，λ为所述锯齿尾缘的波长，δ为边界层厚度，ω＝2πf，f为频率。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述根据全部所述分析参数计算出所述初始翼型的综合性能参数的步骤，包括：
根据所述结构参数、所述初始翼型的升力系数和阻力系数以及所述声压值，利用预设目标函数计算得出所述初始翼型的综合性能参数。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述根据所述结构参数、所述初始翼型的升力系数和阻力系数以及所述声压值，利用预设目标函数计算得出所述初始翼型的综合性能参数的步骤，包括：
将所述结构参数代入对应的结构属性子函数、所述初始翼型的升力系数和阻力系数代入对应的气动性能子函数，以及，所述声压值代入对应的声学特性子函数；
将所述结构属性子函数、所述气动性能子函数和所述声学特性子函数的计算结果集合作为所述综合性能参数。
第二方面，本公开实施例提供了一种带锯齿尾缘的仿生降噪翼型优化装置，包括：
采集模块，用于采集初始翼型的几何参数，其中，所述初始翼型的几何参数包括光滑翼型主体的几何参数和锯齿尾缘的几何参数；
分析模块，用于根据所述初始翼型的几何参数进行预设类型的分析操作，得出所述初始翼型的分析参数，其中，所述预设类型的分析操作包括几何结构分析操作、气动性能分析操作和气动噪声分析操作；当所述预设类型的分析操作为几何结构分析操作时，所述根据所述初始翼型的几何参数进行预设类型的分析操作，得出所述初始翼型的分析参数的步骤包括：
建立所述初始翼型对应的二维坐标系；
获取所述初始翼型对应的坐标；
根据所述坐标，利用预设算法计算所述初始翼型的结构参数，并将所述结构参数作为所述分析参数；
当所述预设类型的分析操作为气动性能分析操作时，所述根据所述初始翼型的几何参数进行预设类型的分析操作，得出所述初始翼型的分析参数的步骤，包括：
根据所述锯齿尾缘的几何参数计算所述锯齿尾缘所受的升力和阻力，以及，根据所述光滑翼型主体对应的坐标计算所述光滑翼型主体的升力系数和阻力系数；
根据所述锯齿尾缘所受的升力和阻力，计算所述锯齿尾缘的升力系数和阻力系数；
根据所述光滑翼型主体的升力系数和阻力系数，以及所述锯齿尾缘的升力系数和阻力系数，计算所述初始翼型的升力系数和阻力系数并将所述初始翼型的升力系数和阻力系数作为所述分析参数
计算模块，用于根据全部所述分析参数计算出所述初始翼型的综合性能参数；
判断模块，用于判断所述综合性能参数是否与预设参数符合；
若所述综合性能参数与所述预设参数符合，则将所述初始翼型作为目标翼型；
若所述综合性能参数与所述预设参数不符合，则更新所述初始翼型的几何参数。
第三方面，本公开实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括：
至少一个处理器；以及，
与该至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
该存储器存储有可被该至少一个处理器执行的指令，该指令被该至少一个处理器执行，以使该至少一个处理器能够执行前述第一方面或第一方面的任一实现方式中的带锯齿尾缘的仿生降噪翼型优化方法。
第四方面，本公开实施例还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，该非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，该计算机指令用于使该计算机执行前述第一方面或第一方面的任一实现方式中的带锯齿尾缘的仿生降噪翼型优化方法。
第五方面，本公开实施例还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算程序，该计算机程序包括程序指令，当该程序指令被计算机执行时，使该计算机执行前述第一方面或第一方面的任一实现方式中的带锯齿尾缘的仿生降噪翼型优化方法。
本公开实施例中的带锯齿尾缘的仿生降噪翼型优化方案，包括采集初始翼型的几何参数，其中，所述初始翼型的几何参数包括光滑翼型主体的几何参数和锯齿尾缘的几何参数；根据所述初始翼型的几何参数进行预设类型的分析操作，得出所述初始翼型的分析参数，其中，所述预设类型的分析操作包括几何结构分析操作、气动性能分析操作和气动噪声分析操作；根据全部所述分析参数计算出所述初始翼型的综合性能参数；判断所述综合性能参数是否与预设参数符合；若所述综合性能参数与所述预设参数符合，则将所述初始翼型作为目标翼型；若所述综合性能参数与所述预设参数不符合，则更新所述初始翼型的几何参数。通过本公开的方案，自动根据几何参数进行综合性能评估，得出最优的综合性能参数的目标翼型，并更新不符合要求的仿生降噪翼型的几何参数，提高了带锯齿尾缘的仿生降噪翼型优化方法的计算效率和精准度。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本公开实施例提供的一种带锯齿尾缘的仿生降噪翼型优化方法的流程示意图；
图2为本公开实施例提供的另一种带锯齿尾缘的仿生降噪翼型优化方法的流程示意图；
图3为本公开实施例提供的一种带锯齿尾缘的仿生降噪翼型优化方法涉及的计算模块示意图；
图4为本公开实施例提供的另一种带锯齿尾缘的仿生降噪翼型优化方法涉及的计算模块示意图；
图5为本公开实施例提供的一种带锯齿尾缘的仿生降噪翼型优化装置的结构示意图；
图6为本公开实施例提供的电子设备示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本公开的基本构想，图式中仅显示与本公开中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。
考虑到近些年基于仿生学的锯齿尾缘成为了降低风力机噪声的主要被动控制方法，然而在设计带锯齿尾缘的仿生翼型时，由于基准翼型几何参数保持不变，锯齿尾缘结构虽然改善了噪声特性，但是同时也会影响流场，使得阻力系数增大，导致设计出的仿生翼型的气动性能下降。此外，在现有的带锯齿尾缘的仿生翼型设计中，锯齿的形状的选择具有极大的主观性，且每当改变锯齿尾缘的齿高与波长时，都需要对仿生翼型的流场和声场进行人为计算，这极大地增加了计算的工作量。
此外，在带锯齿尾缘的仿生降噪翼型优化设计中，为了寻找最佳的锯齿形状，需要人为改变锯齿的几何参数，导致翼型优化设计过程不连续，并且锯齿形状的选择带有经验成分，主观性较强。当基准翼型发生改变时，需要重新人为寻找最佳的锯齿形状，极大的增长了优化设计的时间和计算量，不利于仿生降噪翼型的优化设计。
由此，本公开实施例提供一种带锯齿尾缘的仿生降噪翼型优化方法。本实施例提供的带锯齿尾缘的仿生降噪翼型优化方法可以由一计算装置来执行，该计算装置可以实现为软件，或者实现为软件和硬件的组合，该计算装置可以集成设置在服务器、终端设备等中。
参见图1，本公开实施例提供的一种带锯齿尾缘的仿生降噪翼型优化方法，包括：
S101，采集初始翼型的几何参数，其中，所述初始翼型的几何参数包括光滑翼型主体的几何参数和锯齿尾缘的几何参数；
本公开实施例提供的带锯齿尾缘的仿生降噪翼型优化方法，可以应用于风力机运行场景中的翼型降噪过程。具体实施时，流程可以如图2所示，可以通过本公开实施例提供的带锯齿尾缘的仿生降噪翼型优化方法对仿生翼型的几何特征数据、锯齿尾缘齿高与波长进行自动化、智能化寻优，得到气动性能和降噪效果最优的带锯齿尾缘的仿生降噪翼形。
电子设备可以内置有几何参数采集模块，或者外接有几何参数采集设备，用于采集所述初始翼型的几何参数，需要说明的是，在该优化设计平台中，可以将锯齿尾缘的齿高与波长、翼型的最大厚度位置、相对弯度、最大弯度位置、前缘半径与尾缘厚度等作为需要采集的几何参数，同时，可以将所述几何参数设置为自变量。
所述初始翼型的几何参数可以为现有的翼型的几何参数，也可以为随机生成的几何参数，几何参数采集模块或者几何参数采集设备采集到所述初始翼型的几何参数后，可以直接发送给处理器进行后续的分析计算处理操作，也可以将采集到的所述初始翼型的几何参数存储到预定的存储空间，处理器在需要分析处理这些几何参数时，可以从预定的存储空间内获取对应的数据。
例如，初始翼型可以分为光滑翼型主体和锯齿尾缘两部分，所述初始翼型的几何参数包括光滑翼型主体的几何参数和锯齿尾缘的几何参数。可以通过智能设计引擎Isight优化设计平台实现对翼型几何特征参数、锯齿尾缘齿高与波长的自动化、智能化寻优。
S102，根据所述初始翼型的几何参数进行预设类型的分析操作，得出所述初始翼型的分析参数，其中，所述预设类型的分析操作包括几何结构分析操作、气动性能分析操作和气动噪声分析操作；
考虑到结构、气动性能或气动噪声等多个方面的因素均对仿生翼型的降噪效果有影响，在采集到所述几何参数后，可以根据所述初始翼型的几何参数进行预设类型的分析操作。其中，所述预设类型的分析操作可以包括检测翼型结构参数的几何结构分析操作、检测翼型气动特征数据的气动性能分析操作和检测翼型气动性和降噪效果的气动噪声分析操作。当然，为了保证精度，也可以进行更多分析操作，得出每个分析操作对应的结果，并将全部结果作为所述初始翼型的分析参数。
S103，根据全部所述分析参数计算出所述初始翼型的综合性能参数；
具体实施时，经过全部的预设类型的分析操作得到所述初始翼型的分析参数后，可以采用全局性算法如存档策略的微遗传算法进行仿生降噪翼型的设计寻优，根据提供的初始翼型，不断变化最大厚度位置、相对弯度、最大弯度位置、前缘半径、尾缘厚度、锯齿参数高度或锯齿的波长，自动化、智能化地寻找目标函数最大值作为所述初始翼型的综合性能参数。
S104，判断所述综合性能参数是否与预设参数符合；
若所述综合性能参数与所述预设参数符合，则执行步骤S105，将所述初始翼型作为目标翼型；
若所述综合性能参数与所述预设参数不符合，则执行步骤S106，更新所述初始翼型的几何参数。
具体实施时，针对期望的优选翼型，其综合性能参数可以作为预定参数，用于实际针对翼型优化过程中的参考。本实施例中，在依据全部的所述分析参数得到所述综合性能参数后，即可通过判断所述综合性能参数是否与所述预设参数符合来确定下一步操作
若所述综合性能参数中的各项参数均与所述预设参数中的各项参数符合，则确定所述初始翼型的形状和尺寸等符合要求，可以根据所述初始翼型的几何参数生产所述目标翼型。
若所述综合性能参数中的各项参数均与所述预设参数中的各项参数均不符合，或者，所述综合性能参数中的一项参数与所述预设参数中的对应的一项参数不符合，则可以保留其他符合的参数，对应更新不符合的综合性能参数对应的几何参数。当然，在更新所述几何参数后可以再次采集改几何参数重新进行计算和判断
上述本公开实施例提供的带锯齿尾缘的仿生降噪翼型优化方法，自动根据几何参数进行综合性能评估，得出最优的综合性能参数的目标翼型，并更新不符合要求的仿生降噪翼型的几何参数，提高了带锯齿尾缘的仿生降噪翼型优化方法的计算效率和精准度。
在上述实施例的基础上，当所述预设类型的分析操作为几何结构分析操作时，步骤S102所述的，根据所述初始翼型的几何参数进行预设类型的分析操作，得出所述初始翼型的分析参数之前，所述方法还包括：
建立所述初始翼型对应的二维坐标系；
步骤S102所述的，所述根据所述初始翼型的几何参数进行预设类型的分析操作，得出所述初始翼型的分析参数，包括：
获取所述初始翼型对应的坐标；
根据所述坐标，利用预设算法计算所述初始翼型的结构参数，并将所述结构参数作为所述分析参数。
为便于统一几何考量，可以以所述初始翼型上任意一点为原点，建立起所述初始翼型对应的二维坐标系，这样，所述初始翼型的各区域中均对应该二维坐标系中的部分坐标点。后续在进行几何考量时，均以该二维坐标系作为标准坐标进行统一量度。
例如，如图3所示，所述电子设备内可以设置有结构参数分析模块，在获取所述初始翼型对应所述几何参数对应的点对应的坐标后，根据所述初始翼型对应的坐标计算所述初始翼型的结构参数为截面惯性矩时，可以直接由所述初始翼型的二维坐标计算得到。对所述初始翼型的几何参数分析后，获得翼型的截面惯性矩等结构参数。互动式翼型分析程序XFOIL中的几何分析方法可以根据所述初始翼型的二维坐标得到所述初始翼型的结构参数。结构参数分析模块中集成的代码是一个批处理命令文件geometry.bat，间接调用XFOIL代码进行结构分析，输入文件是XFOIL可以执行的命令流geoinput.dat，输出文件为XFOIL分析得到的包含所述初始翼型二阶截面惯性矩等结构参数的文件geooutput.dat，然后将所述结构参数作为所述分析参数。
另一方面，当所述预设类型的分析操作为气动性能分析操作时，步骤S102所述的，根据所述初始翼型的几何参数进行预设类型的分析操作，得出所述初始翼型的分析参数，包括：
根据所述锯齿尾缘的几何参数计算所述锯齿尾缘所受的升力和阻力，以及，根据所述光滑翼型主体对应的坐标计算所述光滑翼型主体的升力系数和阻力系数；
具体实施时，如图4所示，电子设备内可以设置有气动性能分析模块，此模块中集成的代码是一个调用XFOIL进行流动预测的批处理命令文件aerodynamic.bat，输入文件是aeroinput.dat，输入文件说明了计算的工况，输出文件则是间接调用XFOIL后得到自然转捩下运行攻角范围内的气动系数文件aerooutput.dat。在Isight上对输出文件进行解析得到基本气动系数作为输出参数。用于对所述初始翼型进行流动分析，所述锯齿尾缘的几何参数计算所述锯齿尾缘所受的升力和阻力，以及，基于粘性-无粘流动耦合求解的涡面元方法，根据所述光滑翼型主体对应的坐标计算所述光滑翼型主体的升力系数和阻力系数。
根据所述锯齿尾缘所受的升力和阻力，计算所述锯齿尾缘的升力系数和阻力系数；
在得到所述锯齿尾缘所受的升力和阻力后，可以通过所述气动性能分析模块进一步计算得到所述锯齿尾缘的升力系数和阻力系数。
根据所述光滑翼型主体的升力系数和阻力系数，以及所述锯齿尾缘的升力系数和阻力系数，计算所述初始翼型的升力系数和阻力系数并将所述初始翼型的升力系数和阻力系数作为所述分析参数。
可选的，所述锯齿尾缘所受的升力L和阻力D为所述初始翼型的升力系数CL和阻力系数CD为/>其中，λ为所述锯齿尾缘的波长，c为所述光滑翼型主体的弦长，ρ为空气密度，U为来流风速，α为所述光滑翼型主体所对应的攻角，CL-airfoil为所述光滑翼型主体的升力系数，CD-airfoil为所述光滑翼型主体的阻力系数。
具体实施时，得到所述光滑翼型主体的升力系数和阻力系数，以及所述锯齿尾缘的升力系数和阻力系数后，将所述光滑翼型主体的升力系数和所述锯齿尾缘的升力系数相加，以及，将所述光滑翼型主体的阻力系数和所述锯齿尾缘的阻力系数相加，得到所述初始翼型的升力系数和阻力系数，并将所述初始翼型的升力系数和阻力系数作为所述分析参数。
另一方面，当所述预设类型的分析操作为气动噪声分析操作时，所述根据所述初始翼型的几何参数进行预设类型的分析操作，得出所述初始翼型的分析参数的步骤，包括：
对所述初始翼型进行流动预测，得到所述初始翼型的流场参数；
具体实施时，可以调用XFOIL进行流动预测，获取与流动边界层的所述流场参数。
将所述流场参数和所述几何参数代入锯齿尾缘声压频谱公式，得到声压值并将所述声压值作为所述分析参数。
可选的，所述锯齿尾缘声压频谱公式为其中，h为所述锯齿尾缘的齿高，λ为所述锯齿尾缘的波长，δ为边界层厚度，ω＝2πf，f为频率。
具体实施时，将所述流场参数和所述集合参数代入所述锯齿尾缘声压频谱公式，得到声压值并将所述声压值作为所述分析参数，当然，还可以使用RFOIL软件进行流动预测，获取与流动边界层的所述流场参数，以及，还可以使用Lyu提出的锯齿尾缘噪声预测模型计算所述声压值，本公开提到的计算方式不局限于此。
在上述实施例的基础上，步骤S103所述的，根据全部所述分析参数计算出所述初始翼型的综合性能参数，包括：
根据所述结构参数、所述初始翼型的升力系数和阻力系数以及所述声压值，利用预设目标函数计算得出所述初始翼型的综合性能参数。
考虑到人工针对锯齿尾缘单一数据进行计算时，计算量大且得到的数据可能存在误差，可以在得到所述结构参数、所述初始翼型的升力系数和阻力系数以及所述声压值后，代入所述预设目标函数计算得出所述初始翼型的综合性能参数。
进一步的，所述根据所述结构参数、所述初始翼型的升力系数和阻力系数以及所述声压值，利用预设目标函数计算得出所述初始翼型的综合性能参数的步骤，包括：
将所述结构参数代入对应的结构属性子函数、所述初始翼型的升力系数和阻力系数代入对应的气动性能子函数，以及，所述声压值代入对应的声学特性子函数；
所述预设目标函数可以包含多个子函数，例如，计算所述初始翼型的结构性能时，可以预设有对应的结构属性子函数，计算所述初始翼型的气动性能时，可以预设有对应的气动性能子函数，计算所述初始翼型的声学性能时，可以预设有对应的声学特性子函数，然后分别将气动性能子函数，以及，所述声压值代入对应的声学特性子函数进行计算，当然，如需计算所述初始翼型的其他性能时，还可以增加其他子函数。
将所述结构属性子函数、所述气动性能子函数和所述声学特性子函数的计算结果集合作为所述综合性能参数。
例如，可以通过所述结构属性子函数、所述气动性能子函数和所述声学特性子函数的计算出所述初始翼型的截面惯性矩、翼型的升力系数和阻力系数比值最大值、设计攻角下的升力系数、设计点和失速点之间升力系数平均变化率、设计点和失速点之间升阻比平均变化率、表征失速后升力系数变化的平缓特性、翼型性能稳定性、气动噪声总声压级等数据，将计算后的数据集合作为所述综合性能参数。
与上面的方法实施例相对应，参见图5，本公开实施例还提供了一种带锯齿尾缘的仿生降噪翼型优化装置50，包括：
采集模块501，用于采集初始翼型的几何参数，其中，所述初始翼型的几何参数包括光滑翼型主体的几何参数和锯齿尾缘的几何参数；
分析模块502，用于根据所述初始翼型的几何参数进行预设类型的分析操作，得出所述初始翼型的分析参数，其中，所述预设类型的分析操作包括几何结构分析操作、气动性能分析操作和气动噪声分析操作；
计算模块503，用于根据全部所述分析参数计算出所述初始翼型的综合性能参数；
判断模块504，用于判断所述综合性能参数是否与预设参数符合；
若所述综合性能参数与所述预设参数符合，则将所述初始翼型作为目标翼型；
若所述综合性能参数与所述预设参数不符合，则更新所述初始翼型的几何参数。
图5所示装置可以对应的执行上述方法实施例中的内容，本实施例未详细描述的部分，参照上述方法实施例中记载的内容，在此不再赘述。
参见图6，本公开实施例还提供了一种电子设备60，该电子设备包括：
至少一个处理器；以及，
与该至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
该存储器存储有可被该至少一个处理器执行的指令，该指令被该至少一个处理器执行，以使该至少一个处理器能够执行前述方法实施例中的带锯齿尾缘的仿生降噪翼型优化方法。
本公开实施例还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，该非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，该计算机指令用于使该计算机执行前述方法实施例中的带锯齿尾缘的仿生降噪翼型优化方法。
本公开实施例还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算程序，该计算机程序包括程序指令，当该程序指令被计算机执行时，使该计算机执行前述方法实施例中的带锯齿尾缘的仿生降噪翼型优化方法。
下面参考图6，其示出了适于用来实现本公开实施例的电子设备60的结构示意图。本公开实施例中的电子设备可以包括但不限于诸如移动电话、笔记本电脑、数字广播接收器、PDA(个人数字助理)、PAD(平板电脑)、PMP(便携式多媒体播放器)、车载终端(例如车载导航终端)等等的移动终端以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端。图6示出的电子设备仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图6所示，电子设备60可以包括处理装置(例如中央处理器、图形处理器等)601，其可以根据存储在只读存储器(ROM)602中的程序或者从存储装置608加载到随机访问存储器(RAM)603中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 603中，还存储有电子设备60操作所需的各种程序和数据。处理装置601、ROM 602以及RAM 603通过总线604彼此相连。输入/输出(I/O)接口605也连接至总线604。
通常，以下装置可以连接至I/O接口605：包括例如触摸屏、触摸板、键盘、鼠标、图像传感器、麦克风、加速度计、陀螺仪等的输入装置606；包括例如液晶显示器(LCD)、扬声器、振动器等的输出装置607；包括例如磁带、硬盘等的存储装置608；以及通信装置609。通信装置609可以允许电子设备60与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。虽然图中示出了具有各种装置的电子设备60，但是应理解的是，并不要求实施或具备所有示出的装置。可以替代地实施或具备更多或更少的装置。
特别地，根据本公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信装置609从网络上被下载和安装，或者从存储装置608被安装，或者从ROM 602被安装。在该计算机程序被处理装置601执行时，执行本公开实施例的方法中限定的上述功能。
需要说明的是，本公开上述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开中，计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读信号介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：电线、光缆、RF(射频)等等，或者上述的任意合适的组合。
上述计算机可读介质可以是上述电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。
上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被该电子设备执行时，使得该电子设备可以执行上述方法实施例的相关步骤。
或者，上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被该电子设备执行时，使得该电子设备可以执行上述方法实施例的相关步骤。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的操作的计算机程序代码，上述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本公开实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。
应当理解，本公开的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。
以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种带锯齿尾缘的仿生降噪翼型优化方法，其特征在于，包括：
采集初始翼型的几何参数，其中，所述初始翼型的几何参数包括光滑翼型主体的几何参数和锯齿尾缘的几何参数；
根据所述初始翼型的几何参数进行预设类型的分析操作，得出所述初始翼型的分析参数，其中，所述预设类型的分析操作包括几何结构分析操作、气动性能分析操作和气动噪声分析操作；当所述预设类型的分析操作为几何结构分析操作时，所述根据所述初始翼型的几何参数进行预设类型的分析操作，得出所述初始翼型的分析参数的步骤包括：
建立所述初始翼型对应的二维坐标系；
获取所述初始翼型对应的坐标；
根据所述坐标，利用预设算法计算所述初始翼型的结构参数，并将所述结构参数作为所述分析参数；
当所述预设类型的分析操作为气动性能分析操作时，所述根据所述初始翼型的几何参数进行预设类型的分析操作，得出所述初始翼型的分析参数的步骤，包括：
根据所述锯齿尾缘的几何参数计算所述锯齿尾缘所受的升力和阻力，以及，根据所述光滑翼型主体对应的坐标计算所述光滑翼型主体的升力系数和阻力系数；
根据所述锯齿尾缘所受的升力和阻力，计算所述锯齿尾缘的升力系数和阻力系数；
根据所述光滑翼型主体的升力系数和阻力系数，以及所述锯齿尾缘的升力系数和阻力系数，计算所述初始翼型的升力系数和阻力系数并将所述初始翼型的升力系数和阻力系数作为所述分析参数；
根据全部所述分析参数计算出所述初始翼型的综合性能参数；
判断所述综合性能参数是否与预设参数符合；
若所述综合性能参数与所述预设参数符合，则将所述初始翼型作为目标翼型；
若所述综合性能参数与所述预设参数不符合，则更新所述初始翼型的几何参数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述锯齿尾缘所受的升力L和阻力D为所述初始翼型的升力系数CL和阻力系数CD为/>其中，λ为所述锯齿尾缘的波长，c为所述光滑翼型主体的弦长，ρ为空气密度，U为来流风速，α为所述光滑翼型主体所对应的攻角，CL-airfoil为所述光滑翼型主体的升力系数，CD-airfoil为所述光滑翼型主体的阻力系数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述预设类型的分析操作为气动噪声分析操作时，所述根据所述初始翼型的几何参数进行预设类型的分析操作，得出所述初始翼型的分析参数的步骤，包括：
对所述初始翼型进行流动预测，得到所述初始翼型的流场参数；
将所述流场参数和所述几何参数代入锯齿尾缘声压频谱公式，得到声压值并将所述声压值作为所述分析参数。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述锯齿尾缘声压频谱公式为其中，
h为所述锯齿尾缘的齿高，λ为所述锯齿尾缘的波长，δ为边界层厚度，ω＝2πf，f为频率。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据全部所述分析参数计算出所述初始翼型的综合性能参数的步骤，包括：
根据所述结构参数、所述初始翼型的升力系数和阻力系数以及所述声压值，利用预设目标函数计算得出所述初始翼型的综合性能参数。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述结构参数、所述初始翼型的升力系数和阻力系数以及所述声压值，利用预设目标函数计算得出所述初始翼型的综合性能参数的步骤，包括：
将所述结构参数代入对应的结构属性子函数、所述初始翼型的升力系数和阻力系数代入对应的气动性能子函数，以及，所述声压值代入对应的声学特性子函数；
将所述结构属性子函数、所述气动性能子函数和所述声学特性子函数的计算结果集合作为所述综合性能参数。
7.一种带锯齿尾缘的仿生降噪翼型优化装置，其特征在于，包括：
采集模块，用于采集初始翼型的几何参数，其中，所述初始翼型的几何参数包括光滑翼型主体的几何参数和锯齿尾缘的几何参数；
分析模块，用于根据所述初始翼型的几何参数进行预设类型的分析操作，得出所述初始翼型的分析参数，其中，所述预设类型的分析操作包括几何结构分析操作、气动性能分析操作和气动噪声分析操作；当所述预设类型的分析操作为几何结构分析操作时，所述根据所述初始翼型的几何参数进行预设类型的分析操作，得出所述初始翼型的分析参数的步骤包括：
建立所述初始翼型对应的二维坐标系；
获取所述初始翼型对应的坐标；
根据所述坐标，利用预设算法计算所述初始翼型的结构参数，并将所述结构参数作为所述分析参数；
当所述预设类型的分析操作为气动性能分析操作时，所述根据所述初始翼型的几何参数进行预设类型的分析操作，得出所述初始翼型的分析参数的步骤，包括：
根据所述锯齿尾缘的几何参数计算所述锯齿尾缘所受的升力和阻力，以及，根据所述光滑翼型主体对应的坐标计算所述光滑翼型主体的升力系数和阻力系数；
根据所述锯齿尾缘所受的升力和阻力，计算所述锯齿尾缘的升力系数和阻力系数；
根据所述光滑翼型主体的升力系数和阻力系数，以及所述锯齿尾缘的升力系数和阻力系数，计算所述初始翼型的升力系数和阻力系数并将所述初始翼型的升力系数和阻力系数作为所述分析参数；
计算模块，用于根据全部所述分析参数计算出所述初始翼型的综合性能参数；
判断模块，用于判断所述综合性能参数是否与预设参数符合；
若所述综合性能参数与所述预设参数符合，则将所述初始翼型作为目标翼型；
若所述综合性能参数与所述预设参数不符合，则更新所述初始翼型的几何参数。
8.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行前述权利要求1-6中任一项所述的带锯齿尾缘的仿生降噪翼型优化方法。
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