翼梢小翼对无人机气动特性影响研究

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1、硕士学位论文翼梢小翼对无人机气动特性影响研究RESEARCHONTHEINFLUENCEOFWINGLETSONAERODYNAMICCHARACTERISTICSOFUNMANNEDAERIALVEHICLES袁昌运哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：V211.3学校代码：10213国际图书分类号：533.6密级：公开工学硕士学位论文翼梢小翼对无人机气动特性影响研究硕士研究生：袁昌运导师：高维成教授申请学位：工学硕士学科：固体力学所在单位：航天科学与力学系答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedInd

2、ex:V211.3U.D.C:533.6DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONTHEINFLUENCEOFWINGLETSONAERODYNAMICCHARACTERISTICSOFUNMANNEDAERIALVEHICLESCandidate：YuanChangyunSupervisor：Prof.GaoWeichengAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：SolidMechanicsAffiliati

3、on：DepartmentofAstronauticScienceandMechanics,SchoolofAstronauticsDateofDefence：June,2018DegreeConferringInstitution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要翼梢小翼可以抑制机翼翼尖涡，从而减小诱导阻力，起到提高升阻比的作用。目前，翼梢小翼被广泛应用于民航客机，同时也越来越多地出现在无人机上，对于飞翼布局无人机来讲，由于取消了尾翼，翼梢小翼的作用显得更加重要，因此有必要对翼梢小翼对无人机产生的影响展开研究。

4、本文针对作者所在研究组的飞翼布局无人机模型，基于计算流体动力学基本原理，利用CATIA的二次开发技术实现无人机参数化建模，通过Pointwise的Glyph脚本语言实现计算网格的自动生成，通过Fluent软件的批处理操作，自动导出计算结果，从而建立基于CFD(ComputationalFluidDynamics，计算流体动力学)技术的无人机气动分析流程。通过NACA0012翼型和ONERAM6机翼这两个流场仿真算例，计算压力系数分布，分析湍流模型及网格疏密对计算结果的影响，并与实验结果进行对比分析，验证基于CFD技术的气动分析方法的准确性。基

5、于涡格法，编写MATLAB程序，计算无人机在小攻角下的升力、诱导阻力及翼根弯矩等气动性能参数，分析整个无人机的载荷分布情况等。针对该飞翼布局无人机模型，利用基于CFD技术的气动分析方法，通过网格无关性验证，结合涡格法，分析加装翼梢小翼对无人机气动特性的影响。基于该气动分析方法，搭建翼梢小翼各参数对无人机气动特性的影响分析流程，分析翼梢小翼每个几何参数对无人机升阻比的影响，最后实现无人机翼梢小翼的气动外形优化设计。关键词：翼梢小翼；CATIA二次开发；CFD；涡格法；气动特性分析IAbstractAbstractWingletscansuppr

6、esswingtipvortex,therebyreducingtheinducedresistanceandimprovingthelift-to-dragratio.Atpresent,wingletsarewidelyusedincommercialairplanesandincreasinglyappearingonUAVs.Forflying-wingUAVs,duetotheeliminationoftheempennage,theroleofwingletsisevenmoreimportant,soitisnecessaryt

7、ostudytheinfluenceofwingletsonUAVs.Inthispaper,accordingtotheflying-wingUAVmodelofourresearchgroup,anaerodynamicanalysismethodbasedonCFD(ComputationalFluidDynamics)technologyisestablishedinthefollowingprocess.Basedonthebasicprinciplesofcomputationalfluiddynamics,thesecondar

8、ydevelopmenttechnologyofCATIAisusedtoimplementparametricmodelingoftheUAV,andtheaut