阻力分析与减阻设计.ppt

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1、阻力特性分析与减阻措施研究西北工业大学2004.111、研究方法采用N-S方程数值模拟和跨、超音速面积律设计相结合的综合研究方法。对基础外形阻力特性进行数值计算；分析流场特性，提出减阻措施；采用跨、超音速面积律进行修形设计；对修形外形进行阻力特性数值分析，验证修形措施的可行性。2.1数值计算方法1）控制方程采用N－S方程为控制方程。2）湍流模型采用两方程k-ε湍流模型模拟动力粘性。3）网格亚音速：非结构网格，约100万；超音速：结构与非结构混合网格，约370万；局部加密。2.2网格亚音速对称面网格2.2网格亚音速机身表面局部网格2.2网格跨、超音速对称面网格2.2网格跨、

2、超音速机身表面网格采用N-S方程数值计算方法进行气动力和流场计算，可提供比面积律更为精准的气动力信息；基于面积律概念，根据基本外形压力分布和流场特性，分析计算结果与面积分布之间的联系，找出影响气动力的因素，再依据工程实现的可行性，进行飞机外形的修形。2.3面积率设计高度：H=11km；速度：M=0.6、0.8、0.95、1.05、1.1、1.3、1.5、1.8；迎角：亚音速：α=-4°～26°、△α=2°；跨音速：α=-4°～16°、△α=2°；超音速：α=-4°～12°、△α=2°。2.4研究条件3、结果与分析3.1外形对零升阻力影响亚音速：变化不大。BDF：跨音速↓6

3、－7％；超音速↑3％。RSDF：跨音速↓5－7％；超音速↓4－6％。Cd0最小3.1外形对零升阻力影响（截面积影响）两个极大S与极小值s(1.5－8.0m、5－21框)BDF：S1＞S2；s1不光滑；SDF：S1＜S2；s1光滑；RSDF：S1＜S2；s1光滑；S-s↓；S1→S2。3.1外形对零升阻力影响（压力）BDFRSDF→SDF→3.1外形对零升阻力影响（压力）BDFRSDF→SDF→3.2外形对升阻性能影响RSDF＜SDF↓4－6%RSDF＞SDF跨音速↑2－5%；超音速↑1－2％。RSDF＞SDF↑2－4％3.2外形对升阻性能影响CD0CLαMBDFSDF△1

4、%RSDF△2%SDFRSDF△%0.60.019100.018831.40.01864-1.00.059050.05754-2.50.80.018880.01895-0.30.01892-0.10.062600.063892.10.950.025700.02730-6.20.029317.40.075150.078664.71.050.041890.04501-7.40.04289-4.70.080550.082622.61.10.048010.04837-0.70.04512-6.70.077700.078981.61.30.048480.047052.90.0444

5、1-5.60.068600.069431.21.50.046420.045142.80.04258-5.70.060510.061491.61.80.042890.041203.90.03950-4.10.049730.050681.93.2外形对升阻性能影响AKMAXMSDFRSDF△%SDFRSDF△%0.60.193020.18421-4.58.2608.25400.80.180110.17252-4.28.3758.37500.950.165680.15670-5.48.0128.0540.51.050.167640.15851-5.45.5605.7723.81

6、.10.173040.16404-5.25.3515.5533.81.30.203060.19058-6.14.8834.9812.01.50.217780.20809-4.44.5724.7203.21.80.261360.25766-1.44.3824.4030.53.3外形对俯仰性能影响RSDF提供+CM0静稳定性：RSDF＞SDF4、建议1）对鸭翼根部进行修形。鸭翼根部近平直段存在高压区，带来阻力增加。4、建议2）进气道可进一步后移。S1↓＜S2；s1↑光滑；S2-s↓凹坑↓；S1→S2。跨超阻力特性明显改善；升力与俯仰特性略有改善，至少没有变差。3）减小进气道迎

7、风面积，S1↓→S2；截面积分布更加合理。4）腹部进气道布置减小鸭翼、主翼、侧板与进气道之间干扰，截面积分布更合理。1）零升阻力（与SDF比）亚音速：差异很小；跨音速：BDF降低6－7％；RSDF减小5－7％。超音速：BDF增加3％;RSDF减小4－6％。RSDF零升阻力最小。2）进气道后移1330修形方案，跨超音速气动性能全面改善:●诱导阻力因子：减小4－6%；●升力线效率：跨音速增加2－5%，超音速约增加1－2％；●最大升阻比：跨、超音速约增加2－4％；●纵向静稳定性:略有增加(在所研究M数范围内)；●零升俯仰力矩:跨超音