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1、能源与动力学院微型飞机机翼设计报告学号：姓名：2010-4-27微型飞机机翼设计报告一.设计题目及要求某小型无人机重100kg，设计飞行速度100m/s，飞行高度3000m。使用Foil.html等课件作工具，设计其机翼，（1）应使该机翼在5度攻角时可产生足够升力保持飞机匀速平飞，（2）且尽量使附面层（尤其是上翼面）的压力梯度（或速度分布）不产生分离、或分离区尽量小；（3）分析估算摩擦阻力，应尽量减小摩阻。二.设计过程（1）使用Foil.html等课件，设计其机翼。（2）利用Foil得到的机翼数据，分析估算摩擦阻力，应尽量减小摩阻。1、利用Foil得到的机翼数据，建立数据文
2、件；2、编写附面层Karman积分计算的程序，读入你所设计机翼的数据，进行上下表面动量损失厚度的计算源公式：其中Ө为动量损失厚度.在此MATLAB程序中我们采用简化算法即其中：采用Thwaites方法：λ计算的取值范围为[-0.09，+0.25]若计算中出现λ>+0.25，则取为+0.25若计算中出现λ<-0.09，则取为-0.09为了计算此积分，我们采用了龙格—库塔的积分方法，其积分方法如下所示其中：三.设计结果程序functionOUTS=Drag_Airfoil%%%ExamplecodeforsolvingtheBoundaryLayerofairfoil%%%Wr
3、ittenbyHuangGuoping,2007/4/10nmax=19;%inputthedataofanairfoil[Density,Tem,Vupstream,Chord,Span,DataU,DataL]=inputData(nmax);miu=Sutherland(Tem);Vsound=sqrt(1.4*287.2*Tem);XU=Chord*DataU(:,1)';YU=Chord*DataU(:,2)';PU=DataU(:,3)*1000';VU=DataU(:,4)/3.6';XL=Chord*DataL(:,1)';YL=Chord*DataL(:,
4、2)';PL=DataL(:,3)*1000';VL=DataL(:,4)/3.6';%plottheshapeofairfoilplotfoil(XU,YU,XL,YL);%computetheboundarylayerofairfoil'suppersurfacelengthU(1)=0;thetaU(1)=0;CfU(1)=0;HU(1)=1;forn=2:nmaxdx(n)=dis(XU,YU,n);lengthU(n)=lengthU(n-1)+dx(n);ifn==2[thetaU(n),CfU(n),HU(n)]=BoundaryLayer_Flatplate
5、(lengthU(n),VU(n),Density,miu);else[thetaU(n),CfU(n),HU(n)]=BoundaryLayerEquation(dx(n),lengthU(n),n,VU,Density,miu,thetaU(n-1),CfU(n-1),HU(n-1));endout=[n,Density*VU(n)*length(n)/miu/1e6,thetaU(n),CfU(n),HU(n)]end%computetheboundarylayerofairfoil'slowersurfacelengthL(1)=0;thetaL(1)=0;CfL(
6、1)=0;HL(1)=1;forn=2:nmaxdx(n)=dis(XU,YU,n);lengthL(n)=lengthL(n-1)+dx(n);ifn==2[thetaL(n),CfL(n),HL(n)]=BoundaryLayer_Flatplate(lengthL(n),VL(n),Density,miu);else[thetaL(n),CfL(n),HL(n)]=BoundaryLayerEquation(dx(n),lengthL(n),n,VL,Density,miu,thetaL(n-1),CfL(n-1),HL(n-1));endout=[n,Density
7、*VL(n)*length(n)/miu/1e6,thetaL(n),CfL(n),HL(n)]end%computethePressuredragDragPU=DragP(nmax,XU,YU,PU)*Span;DragPL=-DragP(nmax,XL,YL,PL)*Span;%plottheresultsofairfoilplotResults(lengthU,VU/Vupstream,thetaU/(Chord*0.001),CfU,HU);plotResults(lengthL,VL/Vupstream,
