基于弱耦合的翼伞气动变形数值模拟.pdf

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1、2013年5月北京航空航天大学学报May2013第39卷第5期JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsV01．39No．5基于弱耦合的翼伞气动变形数值模拟张春曹义华(北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京100191)摘要：对不带气室翼伞和带气室翼伞的气动特性和结构变形进行三维数值模拟，分析气室对翼伞气动特性和结构变形的影响．流场方面，采用有限体积法求解Navier-Stokes控制方程，选用剪切应力输运(SST，Shear—StressTransport)k-w湍流模型；结构方面，假定翼伞有初始形状，使用插值方法映射传递流

2、固交界面的压力数据，通过ANSYS计算翼伞伞衣的气动变形．结果表明：气室对阻力影响不大，对升力的影响主要表现在大迎角情况下；翼伞柔性和尺寸大小对其有利迎角的范围影响不大；翼伞的气动变形和最大主应力主要集中在气室中前部分，带气室翼伞由于有肋片加强的缘故，伞衣气动变形较小，一定程度上保证了翼伞的气动特性．关键词：翼伞；气动变形；流固耦合；数值模拟；气室中图分类号：V211．59文献标识码：A文章编号：1001—5965(2013)05-0605-05NumericalsimulationofparafoilaerodynamicsandstructuraldeformationbasedOffIo

3、osecoupledmethodZhangChunCaoYihua(SchoolofAeronauticScienceandEngineering，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China)Abstract：Theaerodynamiccharacteristicandstructuraldeformationoftwokindsofparafoils，onewith-outcellsandonewithcells，werenumericallysimulatedbyutilizingloosecoupl

4、edmethodtostudythecell’Seffectonparafoilaerodynamicperformanceandstructuraldeformation．Intermsoffluidanalysis，thefinitevolumemethodwasusedtosolveNavier—Stokesequationsandtheshear-stresstransport(SST)k

5、haveini—tialshapewasassumedandinterpolationmethodwasusedtopassmappedpressuredataintheinterface．AN-SYSwasalsousedasanumericalsolver．ThefinalresultsshowthatcellhaslittleeffectondraganditseffectonliftOccurswhenangleofattackishigh；parafoil’Sflexibilityandsizehavelittleimpactontherangeoffavor-ableangleof

6、attack；thedeformationandmaximumprinciplestressaremainlyconcentratedinthemiddleofcells，theaerodynamicdeformationofparafoilwithcellsissmallbecauseoftheribsandthisensuresparafoilbetteraerodynamiccharacteristicstosomeextent．Keywords：parafoil；aerodynamicdeformation；fluidandstructureinteraction；numericals

7、imulation；cell翼伞是一种新型的可控气动力减速装置(ControllableAerodynamicDecelerator)，通过前缘切口进入冲压空气形成滞止压力来维持伞衣形状，由于具备优良的滑翔性能和可控性，目前被广收稿13期：2012-06-05；网络出版时间：2012-11—2611：39网络出版地址：WWW．cnki，net／kcms／detail／11．2625．V．20121