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时间:2019-11-26
《基于广义Richardson外插方法的阻力预测精度分析》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JuI.252015V01.36No.72105.2114ActaAeronauticaetAstronauticaSinicaISSN1000—6893ON11-1929/Vhttp:Hhkxb.buaa.edu.cnhkxb@buaa.edu.cnDOI:10.7527/SLOOO一6893.2015.0005基于广义Richardson外插方法的阻力预测精度分析李钊,陈海昕*,张宇飞清华大学航天航空学院,北京100084摘要:利用计算流体力学(CFD)方法预测阻力是飞行器气动设计中的关键环节。采用广义Richardson外插方法分别对数值方法预测二维简单构
2、型的压差阻力、摩擦阻力和三维复杂构型的总阻力的精度进行了分析。在NACA0012翼型无黏绕流和平板湍流边界层两个算例中验证了NSAWET程序和广义Richardson外插方法,分别得到数值算法预测压差阻力和摩擦阻力能达到的名义精度。进而模拟三维通用研究模型(CRM)翼身组合体绕流,得到的阻力名义精确值在DPW5的统计误差带范围之内;综合DPW5的计算结果来看,不同CFD解算器的结果之间存在一定差别,阻力预测精度总体上不符合二阶。可见,标准Richardson方法采用的二阶精度假设难以普遍适用,有必要采用广义Richardson外插方法得到名义精度。针对不合理的名义精度,
3、采用Roache建议的方法加以限制。广义Richardson外插方法有助于提高误差分析的合理性,可以进一步降低网格对阻力预测的影响。关键词:广义Richardson外插方法;阻力预测;网格收敛性;验证与确认;计算流体力学;CRM翼身组合体中图分类号:V211.3文献标识码:A文章编号:1000—6893(2015)07—2105—10近年来,计算流体力学(ComputationalFluidDynamics,CFD)方法作为一种气动性能预测的有力工具,在飞行器气动设计中得到了广泛的应用。而对CFD方法的可信度研究在其中发挥了关键和基础的作用,也是目前工业界和学术界共同关
4、注的研究热点之一[1]。美国航空航天学会(AmericanInstituteofAeronauticsandAstro—nautics,AIAA)发起举办了5次阻力预测会议(DragPredictionWorkshop,DPW)L2]、两次增升装置预测会议(HighLiftPredictionWorkshop,HiLiftPW)[33和两次推进气动会议(PropulsionAerodynamicWorkshop,PAW)【43等一系列旨在验证和确认CFD方法的工作会议。特别地,CFD方法对飞机阻力的预测能力,已经成为认识和衡量CFD发展水平并推动其进一步发展和应用的基本
5、问题之一。国内也非常重视CFD的验证和确认工作∞。],并且主要结合前4次的DPW工作开展了阻力预测的相关研究∞‘10
6、。本文则针对第5次阻力预测会议(DPW5)的三维翼身组合体进行阻力预测的精度分析。DPW5延续了前一届阻力预测会议采用的通用研究模型(CommonResearchModel,CRM),其关键的不同之处在于统一了计算网格¨1
7、。主办方针对CRM翼身组合体的简单构型提供了包括多块结构网格、重叠网格和非结构网格在内的共同网格系列,对固定升力巡航状态的阻力预测能力进行检验。藉此减小不同网格引入的不确定性,阻力预测的分布范围和标准偏差也收稿日期:2014.10—1
8、6;退修日期:2014—12—10;录用日期:2014—12-30;网络出版时间:2015-01-2614:50网络出版地址:WWW.cnki.net/kcms/detail/11.1929.V.20150126.1450001.html基金项目:国家“973”计划(201408744801);国家自然科学基金(11102098,11372160)*通讯作者.Tel.:010—62789269E-mail:chenhaixin@tsinghua.edu.crl;
9、用格武tLtz.ChenHX,ZhangYF.Accuracyanalys『sofdragpredictio
10、nbasedongeneralizedRichardsonextrapolation(JJ.ActaAero-nauticaetAstronauticaSinica。2015.36(7):2105-2114.李翱,睬海瞬,张宇飞i基f广义Richardson外插方法的阻力预溯精度分析£J].航空学报.2015.36(7):2105-2114.航空学报由DPW4的阻力系数40.9counts和8.1counts(1count一0.0001)分别减小到27.9counts和5.3counts。值得注意的是,上述结论都是根据假定阻力预测精度为二
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