近地-海運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的空氣動(dòng)力學(xué)分析.pdf

1、當(dāng)有翼飛行器,如導(dǎo)彈、飛機(jī)等在低高度飛行和在起降過(guò)程中,由于地/海面的存在,會(huì)受到地面效應(yīng)的影響,升力提高,阻力降低,飛行器的升阻比增大。如果近海面運(yùn)動(dòng),波浪高度和頻率等更會(huì)使飛行器表面的壓力分布產(chǎn)生變化,波浪形狀和運(yùn)動(dòng)也會(huì)因飛行器產(chǎn)生的壓力場(chǎng)而改變,進(jìn)而反作用于飛行器,從而對(duì)飛行器的氣動(dòng)特性造成影響,使其表現(xiàn)出不同于在自由空間的氣動(dòng)特性,進(jìn)而影響到飛行器飛行的穩(wěn)定性和安全性。
　　 本文在國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究成果的基礎(chǔ)上,結(jié)合理論分

2、析和數(shù)值研究的方法,主要完成以下工作:
　　 首先對(duì)二維翼型進(jìn)行受力分析,并結(jié)合Spalart-Allmaras(S-A)模型、標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型和SST k-ω湍流模型,建立相應(yīng)的控制方程組進(jìn)行求解。壁面采用壁面函數(shù)法進(jìn)行處理。確定了二維翼型和飛行器受力和力矩的計(jì)算方法,奠定了后面計(jì)算的基礎(chǔ)。
　　 其次,對(duì)NACA0015翼型不同離地高度和不同攻角時(shí)的氣動(dòng)力特性采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型和壁面函數(shù)進(jìn)行了計(jì)算。并對(duì)計(jì)算模型進(jìn)行了修

3、正,壁面采用混合壁面的處理方法,解決了小離地高度情況下計(jì)算值與實(shí)際情況嚴(yán)重不符的問(wèn)題,大大減小了計(jì)算誤差。在此基礎(chǔ)上,計(jì)算了NACA0015對(duì)稱(chēng)翼型和NACA0413不對(duì)稱(chēng)翼型在不同雷諾數(shù)情況下,不同離地高度和攻角時(shí)的氣動(dòng)特性參數(shù),并確定了不同情況下的臨界相對(duì)離地高度。
　　 然后,在翼型近地情況計(jì)算的基礎(chǔ)上,結(jié)合網(wǎng)格重劃的動(dòng)網(wǎng)格技術(shù),分析了NACA0015翼型在近波浪壁面運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的非定常氣動(dòng)特性。研究了翼型近水高度、波浪壁面

4、波長(zhǎng)和振幅等因素對(duì)翼型氣動(dòng)特性的影響規(guī)律。
　　 最后,采用動(dòng)網(wǎng)格的方法,計(jì)算了某型飛機(jī)在自由流中和在不同情況下飛機(jī)經(jīng)過(guò)平臺(tái)過(guò)程中的氣動(dòng)特性參數(shù),通過(guò)將自由流中數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了所使用計(jì)算模型的合理性;分析了離臺(tái)高度和飛機(jī)攻角對(duì)近平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的飛機(jī)氣動(dòng)特性的影響規(guī)律,并確定了該型飛機(jī)的臨界離臺(tái)高度。
　　 本文對(duì)二維翼型和某型飛機(jī)在近地/海運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的氣動(dòng)特性進(jìn)行了較多的探索性研究和空氣動(dòng)力學(xué)分析,進(jìn)一步