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《基于﹢CFDRBD﹢方法的旋转弹轨迹仿真》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第5卷第4期航空工程进展Vol畅5No畅42014年11月ADVANCESINAERONAUTICALSCIENCEANDENGINEERINGNov.2014文章编号:1674‐8190(2014)04‐423‐06基于CFD/RBD方法的旋转弹轨迹仿真索谦,王刚,李仑,叶正寅(西北工业大学航空学院,西安710072)摘要:旋转弹在飞行过程中,由于表面气动载荷分布不对称,可能会出现耦合共振、灾难偏航等现象,使导弹飞行失常偏离目标。针对此类问题,采用非定常N‐S方程和刚体动力学方程耦合求解的方法,仿真旋转弹飞行轨迹。非定常气动力计算使用非结构混合网格N‐S方程求解程序HUNS3D,刚体六自由度
2、运动方程采用改进的四阶Adams预估校正法求解。将这种耦合求解方法应用于美国ARL旋转弹试验模型的轨迹仿真,并将计算得到的旋转弹姿态角、空间位置和气动力与相关文献进行对比分析,结果表明:本文方法能较精确地仿真旋转弹的飞行轨迹。关键词:旋转弹;CFD;非定常;六自由度;轨迹仿真中图分类号:V211.3文献标识码:ATrajectorySimulationofaSpinningProjectileBasedonCFD/RBDComputationMethodSuoQian,WangGang,LiLun,YeZhengyin(SchoolofAeronautics,NorthwesternPolyt
3、echnicalUniversity,Xi’an710072,China)Abstract:Duringtheflightprocess,theasymmetricaerodynamicloadsdistributedonthesurfaceofspinningprojectile,itmaycausecoupledresonanceandyaw‐disasterphenomenon.Thentheprojectilemissthetarget.Forsuchproblems,theunsteadyNavier‐Stokesequationandrigidbodydynamic(RBD)equ
4、ationsaresolvedtosimulatetheflighttrajectoryofaspinningprojectile.Theunsteadyaerodynamiccomputationsareconducedbyusinganin‐househybridunstructuredNavier‐Stokesflowsolver3D(HUNS3D).Therigidbodyof6degreesoffreedom(6‐DOF)motionequationsaresolvedbyusinganadvancedAdamsprediction‐correctionmethod.Thecoupl
5、edcomputationmethodisappliedtosimulateandanalyzetheflighttrajectoryofU.S.ArmyResearchLa‐boratoryspinningprojectiletestmodel.Thecomputedresultsoftheattitudeangle,spacepositionandaerody‐namicforcearecomparedwiththoseinrelatedliterature.Resultsshowthatthismethodcantrulysimulatetheflighttrajectoryofspin
6、ningprojectile.Keywords:spinningprojectile;CFD;unsteady;6degreeoffreedom;trajectorysimulation过程中,其纵轴相对于速度方向一般不重合,即迎0引言角和侧滑角不为0,使得旋转与偏流相耦合,导弹表面气动载荷分布不对称,从而产生非常规的力和旋转弹是一种系统简单、成本低、可靠性高的力矩。当这种附加力和力矩超过某一限度时,将会炮弹和小型导弹,这种弹型大量用于防空导弹、炮发生Magnus不稳定(耦合共振、自转闭锁、灾难偏射弹以及反坦克导弹。旋转弹通过旋转产生的陀[1]航等现象),使导弹飞行失常偏离目标,因此预测螺效应
7、获得稳定性,有利于提高克服干扰力(推力旋转弹飞行轨迹是一项非常重要的工作。偏心、质量分布不均匀、随机阵风等)。旋转弹飞行通常获得旋转弹性能参数的主要方法是飞行试验,这种方法能够精确获取飞行轨迹、空间姿态、收稿日期:2014‐02‐21;修回日期:2014‐03‐11弹道散布等参数,但是资源和时间高消耗是其最大通信作者:索谦,suozhenapple@mail.nwpu.edu.cn的缺点。随着计算
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