通用飞行器气动特性规律仿真计算模型.pdf

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1、第31卷第1期计算机仿真2014年1月文章编号：1006—9348(2014)01—0049—04通用飞行器气动特性规律仿真计算模型林平(北京航空航天大学宇航学院，北京100191)摘要：在飞行器气动运动规律建模过程中，需要进行大量的气动特性预测，预测的过程需要大量的计算，传统的基于气动力工程计算方法会受到属性复杂度的影响，但预测精度不高，计算量过大，会导致延迟问题。提出一种通用飞行器气动特性规律计算混合模型，模型采用响应面建模方法配合CFD软件修正的气动力工程计算方法，在不损失原工程计算方法模型仿真效率的前提下，建立起飞行器的混合气动模型。仿真结果表明：混合气动模型的误差

2、从原来的5％～30％下降到5％以内，而计算时间几乎不变(仍约为3s)，说明了修正后的气动力工程计算方法，在保持原工程计算方法的高计算效率的基础上，进一步提高了计算精度。关键词：大气飞行器；计算流体力学；真音速中图分类号：N945．12文献标识码：ASimulationCalculationModelofGeneralAircraftAerodynamicCharacteristicsLINPing(SchoolofAstronautics，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Bering100191，China)ABS

3、TRACT：AsimulationmodelofCommonAeroVehicle(CAV)basedonmergedaerodynamicswaspresentedinthispaper．Theresultsofcomputationalfluiddynamics(CFD)methodwereusedtoimprovetheresultsoftheengi—neefingcalculationmethod，consideringtheaccuracylimitationoftheengineeringcalculationmethodandthelongmodelingc

4、ycleoftheCFDmethod．Thecorrectiontermswerefittedintoanalyticalexpressionsthroughresponsesur—facemodelingmethod．Itisshownthattherelativeerrorofthemergedaerodynamicmodeldecreasesfrom5％一30％downto5％，andtheconsumedtimeisalmostconstant(stillabout3s)．ThemergedaerodynamicmodelofCAVisofhigh-efficien

5、cyandhigh-precision，SOthatitcanbeusedinthedesignandsimulationonresearchofguid—anceandcontro1．KEYWORDS：Commonaerovehicle(CAV)；Computationalfluiddynamics(CFD)；Hypersonic1引言算软件，发展了具有一定精度的气动特性快速计算方法；CAV是一种新概念的无动力、滑翔机动高超声速再入飞唐伟、桂业伟基于二次曲线的模线设计方法建立了CAV参行器，它兼有航天器和航空器的优点，具有非常重要的国防数化外形，并采用修正的内伏牛顿流理论

6、进行气动特性计算意义和民用价值J。建立飞行器气动模型是研究CAV再分析，得到了CAV模型具有良好的高超声速气动特性。入轨迹优化、制导及控制律等的基础，国内外学者做了大量文献[9—10]采用工程计算方法，计算了大量的CAV气动特的相关工作。TerryHPhillips等人给出了CAV—L和CAV—H性，建立了适用于制导律与控制器设计研究的完整CAV模的基本参数和少量气动数据，仅包括升力系数和阻力系型。在飞行器气动运动规律计算过程中，需要进行大量的气数；动特性预测，预测的过程需要大量的计算，传统的基于气动国家计算流体力学实验室的叶友达在数值仿真方法方力工程计算方法会受到属性复杂

7、度的影响，但其预测精度有面，利用非结构／结构混合网格技术的有限体积算法，建立了限，计算量过大，也会导致延迟问题。而CFD精度相对较高，高超声速一体化飞行器外形气动力特性数值仿真的并行计但存在建模周期过长的问题。为此，本文采用响应面建模方法得到了CAV的混合气动模型，在不损失原基于工程计算基金项目：国家航空科学基金(2008ZA51002)方法模型仿真效率的前提下，提高了气动数据精度，从而建收稿日期：2013—03—12修回日期：2013—04—17立起更为便捷、可靠的CAV仿真模型，可用于控制系统设计．．——49．