飞机水上漂浮特性的数值分析

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1、分类号——UDC劣洚程学位’-■’—·一密级．学校代码!Q塑2歹大穿论文题目3扭坐土盗登挂!丝鲍墼笪盆盘英NumericalanalysisonfloatingcharacteristicsofAircrait一研究生姓名璺主垫指导教师姓名塞9皇壁职称塾撞学位谴±副导师姓名塞』查塞职称到整撞学位盛±申请学位级别硕士430070论文提交日期2Q!兰生垒月论文答辩日期2Q!三生§月学位授予单位盛墨堡三盘堂学位授予日期答辩委员会主席二红五址评阅人—黑乙冬立幸一岩如锄2013年5月独创性声明IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIY236290

2、1本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：鸟鸱迹口日期：≯盟江＆．乃移。学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的

3、全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。(保密的论文在解密后应遵守此规定)研究生(签名)：趁坐塑龟导师(签名)：型坐!日期：丝!垒：兰：；矽摘要伴随着飞机跨水域飞行任务的增多，水上事故的发生不可避免，机毁人亡的事故时有发生。根据中国民用航空总局颁布的《中国民用航空规章第25部：运输类飞机适航标准》中的要求，需要对飞机水上迫降漂浮特性进行分析，以确保乘员能安全撤离飞机并乘上救生船。迫降后飞机的漂浮

4、特性如何，是降低人员伤亡的核心问题，近年来已经成为飞机设计部门和适航认证部门研究的重点。传统的研究飞机水上迫降漂浮性能的方法主要有模型实验、经验公式以及理论模型。然而模型实验成本高、耗时长，经验和理论公式缺乏对具体问题的复杂性的反应。随着计算机的发展，采用数值方法模拟飞机水上迫降的全过程，对飞机迫降性能和漂浮性能进行评价，已经成为目前航空界的主流方法。基于上述原因本文应用显示有限元程序，采用AI。E流固耦合的方法对飞机水上迫降的漂浮性能进行了研究。论文研究的目的是通过对飞机不同工况的静水漂浮做出对比分析，为飞机水上漂浮性能的设计提供准则，

5、得到漂浮姿态、吃水深度等物理量等为飞机水上迫降的适航认证提供数据支撑。根据上述的研究目的和研究重点，论文对以下内容进行了深入细致的研究：1．水上漂浮数值模型建立的研究，主要包括边界条件，有限元网格的建立以及流固耦合参数的选择。2．采用显式动力学方法，引入ALE方法描述流体域，用罚函耦合算法表达了流体与固体间的耦合作用，对飞机静水漂浮的问题进行了模拟研究。3．针对飞机漂浮问题中飞机下沉过程中的扰动问题，通过施加阻尼方式改进了此有限元算方法。研究表明通过施加阻尼可以消除飞机下沉过程中的扰动现象。4．改变飞机重心位置对不同工况条件下飞机漂浮特性

6、进行对比研究，分析不同工况对飞机漂浮特性的影响。研究表明前中后重心位置的改变对飞机的漂浮稳定性和吃水深度影响较小，侧向重心位置的改变对飞机吃水深度影响较小，但对飞机的稳定性有较明显影响。关键字：水上迫降，漂浮特性，流固耦合，阻尼，罚函耦合约束AbstractAlongwithaircraftflightmissionacrossthewaterincreased，wateraccidentsareinevitable，machinecrashaccidentsoccurredsometimes．Accordingtothecivilavi

7、ationadministrationofChinaissued”China’Scivilaviationregulationsdepartment：25transportcategoryaircraftairworthinessstandards”requirements，itisnecessarytoanalyzetheaircraftditchingfloatingcharacteristicstoensurethecrewsafetytoevacuatetheaircraftandtakeonthelifeboat．Floatin

8、gcharacteristicsofaircraftafterlandingisthecoreoftheproblemtoreducecasualties，inrecentyearsithas