发动机挂架对大型客机增升装置气动性能影响的数值研究毕业论文.doc

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1、北京航空航天大学毕业设计(论文)第40页发动机挂架对大型客机增升装置气动性能影响的数值研究毕业论文目录1绪论11.1选题背景及目的11.2增升装置简介21.2.1后缘增升装置的种类：21.2.2前缘增升装置的种类51.3国内外研究状况71.4课题研究方法92算法介绍112.1计算软件介绍112.1.1ICEM112.1.2FLUENT122.2流体力学基本方程142.3湍流模型152.3.1湍流数值模拟方法152.3.2质量平均的流动控制方程172.3.3S-A模型182.4边界条件202.4.1远场边界条件202.4.2无滑移壁面边界条件212.4.3对称边界条件21北京航空航天

2、大学毕业设计(论文)第40页2.5有限体积法222.5.1控制方程标准形式222.5.2空间离散格式242.5.3时间离散格式262.6网格生成263流场计算283.1网格生成283.1.1堵齐缺口的外形283.1.2留有缺口的外形313.2FLUENT计算参数设定323.3计算过程323.4计算结果分析33结论36致谢37参考文献38北京航空航天大学毕业设计(论文)第40页北京航空航天大学毕业设计(论文)第40页北京航空航天大学毕业设计(论文)第40页1绪论1.1选题背景及目的近年来，大型飞机研制的工作正引起国家的高度重视与关注。据波音公司预测，中国民航市场未来20年将需要230

3、0架喷气式飞机，价值高达1830亿美元。面对如此巨大的市场，中国航空工业应有所作为。另一方面，长期以来我国军队始终缺少足够数量的大型运输机，尤其是拥有自主知识产权的大型运输机，进而影响到一系列机种的开发和研制。中国民航市场的巨大需求以及中国军队大型运输机的匮乏迫切要求我国自行研发具备自主知识产权的大型飞机。二零零七年三月大飞机项目的正式立项以及二零零八年五月中国商用飞机有限责任公司的成立，标志着作为建设创新型国家标志性工程的我国大型飞机研制项目已正式起步。对于大型飞机而言，包括襟翼、副翼在内的高升力增升系统，是研究设计大型民用和军用飞机的关键技术之一。举例而言，对于普通的大型双引擎

4、运输机，在同一迎角下升力增加0.1，相当于进场姿态减小10，对于给定的后体着陆角，即可缩短起落架而使飞机重量减少635kg；在同一进场速度下，最大升力系数增加1.5%，相当于载重量可增加3000kg；起飞状态的升阻比提高1%，相当于载重量可增加1270kg或航程增加约280km。由此可见增升系统对提高大型飞机起飞着陆性能的重要作用。【1】增升装置是指在飞机起飞和着陆阶段用于增大飞机升力的辅助气动装置，如下图所示。对于大型客机，增升装置对飞机的尺寸重量、经济性和安全性有非常大的影响。现代大型客机普遍配备大展弦比的后掠机翼，发动机吊挂在机翼下方。因此增升装置几何外形复杂，流动现象复杂，

5、支持和驱动机构也极其复杂，这些都导致了实际型号设计中漫长的开发周期。传统上，增升装置的设计主要依靠大量细致的风洞试验和少量的试飞验证。而最近的十几年，随着计算机软硬件技术的突飞猛进，CFD计算被广泛运用于增升装置的设计和研究。高质量的计算网格是进行CFD计算的前提，一般必须由工程师人工进行划分，难以做到自动化。实际的三维增升装置外形非常复杂北京航空航天大学毕业设计(论文)第40页。由于发动机挂架打断了增升装置升力面的展向连续性，出现了各种缺口和缝隙，大大增加了网格划分的难度，费时费力，有时甚至赶不上实际型号设计的时间节点。因此，评估发动机挂架对增升装置CFD计算的影响，研究在增升装

6、置设计过程中忽略发动机挂架的可行性，是很有意义的。图1.11.2增升装置简介大型飞机在起飞着陆过程中所需要的高升力系数，一般多采用多段翼型等增升装置来实现。由一定偏度的前缘缝翼、主翼和后缘襟翼组成的多段翼型的升力增量不仅与襟翼偏度密切相关，而且在很大程度上还取决于襟翼缝道的构形。民航客机与运输机的起飞和着陆增升装置大致分为两大类，一类是具有后缘增升装置而无前缘增升装置或仅有部分前缘增升装置，另一类是具有后缘增升装置而且机翼整个前缘有缝翼或襟翼。后缘襟翼增升装置有许多形式，主要包括简单襟翼、开裂襟翼、单缝襟翼、双缝襟翼、多缝襟翼、富勒襟翼和吹气襟翼等几种。增升装置通常根据它们所处机翼

7、上的位置而分为前缘增升装置和后缘增升装置。1.2.1后缘增升装置的种类：这里主要介绍目前飞机上常见到的几种机械式后缘增升装置。(1)简单襟翼简单襟翼(PlainFlap)的剖面外形见图1.2。北京航空航天大学毕业设计(论文)第40页图1.2简单襟翼这种襟翼主要是由弯度效应增加了，从而达到更大的。由于流动很容易从产吸力的一侧分离，尾迹并不稳定，在中等偏角下襟翼上就发生流动分离，所以最大升力并不高，阻力却较高。尤其在着陆状态下不能提供足够的升力。(2)开裂襟翼开裂襟翼(S