带副翼偏转的三角翼自由滚转运动数值模拟

ID:46618508

大小:1.35 MB

页数:10页

时间:2019-11-26

带副翼偏转的三角翼自由滚转运动数值模拟_第1页
带副翼偏转的三角翼自由滚转运动数值模拟_第2页
带副翼偏转的三角翼自由滚转运动数值模拟_第3页
带副翼偏转的三角翼自由滚转运动数值模拟_第4页
带副翼偏转的三角翼自由滚转运动数值模拟_第5页
资源描述:

《带副翼偏转的三角翼自由滚转运动数值模拟》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、航空学报ActaAeronauticaetAstronauticaSinicaMar.252012V01.33No.3453.462ISSN1000.6893CN11.1929/Vhttp:#hkxb.buaa.edu.cnhkxb@buaa.edu.cn文章编号:1000—6893(2012)03—0453一10带副翼偏转的三角翼自由滚转运动数值模拟李喜乐,杨永*西北工业大学翼型叶栅空气动力学国家重点实验室,陕西西安710072摘要:通过耦合求解非定常Euler/Navier-Stokes方程和单自由度滚转运动方程,对带

2、副翼偏转的65。后掠角尖前缘三角翼W11一SLE自由滚转运动进行了研究,Navier-Stokes方程的求解采用基于Spalart-Allmaras湍流模型的脱体涡模拟(DES)。在多块结构网格上,应用基于弧长的无限插值理论(TFI)生成变形网格,实现副翼偏转,而三角翼的滚转运动则通过网格的整体旋转实现。结果表明:Euler方程和DES方法均准确地模拟出了三角翼在滚转运动过程中存在的3个平衡位置。出现平衡位置的原因分别是:①流动对称性;②机翼左侧发生涡破裂的分离涡与右侧分离涡相互平衡使得滚转力矩为0,并且平衡位置仅与三角翼

3、两侧涡强的差有关;③副翼偏转和左右机翼不对称分离涡涡强差产生的滚转力矩相互平衡。此外,滚转运动对副翼偏角幅值很敏感,幅值的微小改变会影响最终的平衡位置和向平衡位置运动的路径。关键词:三角翼;脱体涡模拟;欧拉方程;副翼偏转;自由滚转运动;网格变形;涡破裂中图分类号:V211.3文献标识码:A未来先进战斗机的设计正朝着扩大飞行包线、提高大角速度战术机动性的方向发展,以增加战斗机的空战生存机率[1]。目前,大多数战斗机都采用三角翼布局,这种布局的飞机在高速、大迎角和超机动条件下飞行时,包含复杂的非定常流动现象,如流动分离诱发的旋

4、涡流动、激波的运动以及涡破裂等[2]。这些复杂的流动现象导致飞行器所受载荷发生急剧的变化,使得飞行器的气动力呈现强非线性特性,从而引发严重的纵横向运动交感耦合和运动学关联效应问题,不但恶化操稳特性,而且会发生许多危及飞行安全的非稳定运动形式,因此成为战斗机研制中最为关注的问题之一[3]。然而,在飞行器设计阶段。现有的常规工程估算方法不能发现极限飞行条件下存在的问题,只能通过全尺寸样机的飞行测试来获得相关数据,然后再对设计进行修改。但是飞行测试不仅危险而且成本昂贵,且使得研制周期延长[1]。飞行器的动力学特性依赖于其空气动力

5、学特性和飞行器姿态的变化,以及飞行器的惯性、结构和弹性等问题。在流动现象比较简单时,各个学科可以单独考虑。然而,当流动现象变得复杂时,单一学科的分析方法就不再适用。因此,需要一种多学科耦合分析的方法来研究这一复杂区域的飞行特性。随着计算流体力学的发展,通过求解耦合非定常空气动力学、飞行动力学和结构动力学的非线性运动方程,可以准确评估柔性飞行器的机动性能[4]。目前,国外已经在这一方面做了大量的研究。德国宇航院(DLR)SikMa一“SimulationofComplexMaueuvers”项目[5曲3是发展一种交互式、多学

6、科的计算软件预测复杂流动条件下飞行器机动性等飞行特性,并做了大量验证性实验。收稿日期:2011.05—13;退修日期:2011-07.10;录用日期:2011-T0.17;网络出版时间:2011—11—2513:01网络出版地址:WWW.cnkinet/kcms/detail/11.1929.V.20111125.1301.001.htmIDoI:ONKI:11-1929/V.20111125.1301.001*通讯作者.Tel.:029-88491124E-mail:yyang@nwpu.edu.Crl弓l用格武lLix

7、L。YangY?Numericalsimulationofthefreerollingmotionofade

8、tawingconfigurationwithailerondeflection.ActaAeronau-ticaetAstronauticaSinica.2012.33(3):453.462.李喜乐.场采.带勖翼偏转的三角翼自由滚转运动数值模拟.航空学报,2012.33(3):453.462.航空学报此外,西欧军事合作组织的法国泰勒斯集团(THALES)联合项目“.10lZ]也进行了这一方面的研究。他们的共同特点

9、是将飞行动力学和气动弹性力学方程耦合进非定常空气动力学数值求解过程中,并在同一时间域下求解,从而准确地分析和评估飞行器在飞行包线极限区域和过失速机动状态下的非线性飞行力学特性,为飞行器设计者在设计初期提供依据,减少飞行试验和设计阶段后期的修改成本,缩减设计周期。国内在这一方面的研究较少,航天空气动力技术

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文

此文档下载收益归作者所有

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文
正文描述:

《带副翼偏转的三角翼自由滚转运动数值模拟》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、航空学报ActaAeronauticaetAstronauticaSinicaMar.252012V01.33No.3453.462ISSN1000.6893CN11.1929/Vhttp:#hkxb.buaa.edu.cnhkxb@buaa.edu.cn文章编号:1000—6893(2012)03—0453一10带副翼偏转的三角翼自由滚转运动数值模拟李喜乐,杨永*西北工业大学翼型叶栅空气动力学国家重点实验室,陕西西安710072摘要:通过耦合求解非定常Euler/Navier-Stokes方程和单自由度滚转运动方程,对带

2、副翼偏转的65。后掠角尖前缘三角翼W11一SLE自由滚转运动进行了研究,Navier-Stokes方程的求解采用基于Spalart-Allmaras湍流模型的脱体涡模拟(DES)。在多块结构网格上,应用基于弧长的无限插值理论(TFI)生成变形网格,实现副翼偏转,而三角翼的滚转运动则通过网格的整体旋转实现。结果表明:Euler方程和DES方法均准确地模拟出了三角翼在滚转运动过程中存在的3个平衡位置。出现平衡位置的原因分别是:①流动对称性;②机翼左侧发生涡破裂的分离涡与右侧分离涡相互平衡使得滚转力矩为0,并且平衡位置仅与三角翼

3、两侧涡强的差有关;③副翼偏转和左右机翼不对称分离涡涡强差产生的滚转力矩相互平衡。此外,滚转运动对副翼偏角幅值很敏感,幅值的微小改变会影响最终的平衡位置和向平衡位置运动的路径。关键词:三角翼;脱体涡模拟;欧拉方程;副翼偏转;自由滚转运动;网格变形;涡破裂中图分类号:V211.3文献标识码:A未来先进战斗机的设计正朝着扩大飞行包线、提高大角速度战术机动性的方向发展,以增加战斗机的空战生存机率[1]。目前,大多数战斗机都采用三角翼布局,这种布局的飞机在高速、大迎角和超机动条件下飞行时,包含复杂的非定常流动现象,如流动分离诱发的旋

4、涡流动、激波的运动以及涡破裂等[2]。这些复杂的流动现象导致飞行器所受载荷发生急剧的变化,使得飞行器的气动力呈现强非线性特性,从而引发严重的纵横向运动交感耦合和运动学关联效应问题,不但恶化操稳特性,而且会发生许多危及飞行安全的非稳定运动形式,因此成为战斗机研制中最为关注的问题之一[3]。然而,在飞行器设计阶段。现有的常规工程估算方法不能发现极限飞行条件下存在的问题,只能通过全尺寸样机的飞行测试来获得相关数据,然后再对设计进行修改。但是飞行测试不仅危险而且成本昂贵,且使得研制周期延长[1]。飞行器的动力学特性依赖于其空气动力

5、学特性和飞行器姿态的变化,以及飞行器的惯性、结构和弹性等问题。在流动现象比较简单时,各个学科可以单独考虑。然而,当流动现象变得复杂时,单一学科的分析方法就不再适用。因此,需要一种多学科耦合分析的方法来研究这一复杂区域的飞行特性。随着计算流体力学的发展,通过求解耦合非定常空气动力学、飞行动力学和结构动力学的非线性运动方程,可以准确评估柔性飞行器的机动性能[4]。目前,国外已经在这一方面做了大量的研究。德国宇航院(DLR)SikMa一“SimulationofComplexMaueuvers”项目[5曲3是发展一种交互式、多学

6、科的计算软件预测复杂流动条件下飞行器机动性等飞行特性,并做了大量验证性实验。收稿日期:2011.05—13;退修日期:2011-07.10;录用日期:2011-T0.17;网络出版时间:2011—11—2513:01网络出版地址:WWW.cnkinet/kcms/detail/11.1929.V.20111125.1301.001.htmIDoI:ONKI:11-1929/V.20111125.1301.001*通讯作者.Tel.:029-88491124E-mail:yyang@nwpu.edu.Crl弓l用格武lLix

7、L。YangY?Numericalsimulationofthefreerollingmotionofade

8、tawingconfigurationwithailerondeflection.ActaAeronau-ticaetAstronauticaSinica.2012.33(3):453.462.李喜乐.场采.带勖翼偏转的三角翼自由滚转运动数值模拟.航空学报,2012.33(3):453.462.航空学报此外,西欧军事合作组织的法国泰勒斯集团(THALES)联合项目“.10lZ]也进行了这一方面的研究。他们的共同特点

9、是将飞行动力学和气动弹性力学方程耦合进非定常空气动力学数值求解过程中,并在同一时间域下求解,从而准确地分析和评估飞行器在飞行包线极限区域和过失速机动状态下的非线性飞行力学特性,为飞行器设计者在设计初期提供依据,减少飞行试验和设计阶段后期的修改成本,缩减设计周期。国内在这一方面的研究较少,航天空气动力技术

显示全部收起
温馨提示:
1. 部分包含数学公式或PPT动画的文件,查看预览时可能会显示错乱或异常,文件下载后无此问题,请放心下载。
2. 本文档由用户上传,版权归属用户,天天文库负责整理代发布。如果您对本文档版权有争议请及时联系客服。
3. 下载前请仔细阅读文档内容,确认文档内容符合您的需求后进行下载,若出现内容与标题不符可向本站投诉处理。
4. 下载文档时可能由于网络波动等原因无法下载或下载错误,付费完成后未能成功下载的用户请联系客服处理。
关闭