細(xì)長(zhǎng)旋成體單孔位微吹氣擾動(dòng)控制的數(shù)值研究.pdf

1、本文以現(xiàn)代大迎角飛行器前體非對(duì)稱(chēng)背渦產(chǎn)生隨機(jī)側(cè)向力現(xiàn)象為研究背景，以一個(gè)尖拱形細(xì)長(zhǎng)旋成體模型為研究對(duì)象，以數(shù)值模擬為主要研究手段，研究大迎角細(xì)長(zhǎng)體的尾流場(chǎng)非對(duì)稱(chēng)背渦的空間結(jié)構(gòu)。通過(guò)對(duì)N-S方程求解，詳細(xì)研究了無(wú)側(cè)滑條件下細(xì)長(zhǎng)旋成體在大迎角情況下背風(fēng)區(qū)附體和脫體渦系的空間演化規(guī)律，加深了對(duì)細(xì)長(zhǎng)旋成體背風(fēng)區(qū)非對(duì)稱(chēng)渦系空間模型以及渦系之間的相互干擾作用的認(rèn)識(shí)，驗(yàn)證了單孔位微吹氣擾動(dòng)控制方法的有效性，得到一些吹氣位置和吹氣量與側(cè)向力之間的響應(yīng)關(guān)

2、系。 介紹了計(jì)算網(wǎng)格連續(xù)性、均勻性及正交性?xún)?yōu)化方法，對(duì)優(yōu)化前后的網(wǎng)格進(jìn)行了比較。并應(yīng)用有限體積法對(duì)三維N-S方程進(jìn)行離散，用二階迎風(fēng)格式對(duì)N-S方程進(jìn)行求解，同時(shí)給出了對(duì)邊界條件的處理方法。討論了一些工業(yè)湍流模型的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍，并對(duì)各自的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，找到合適的計(jì)算模型。 利用數(shù)值模擬方法，對(duì)尖拱形細(xì)長(zhǎng)旋成體大迎角非對(duì)稱(chēng)流場(chǎng)進(jìn)行了分析，討論了人為擾動(dòng)、壓縮性、迎角等流場(chǎng)因素對(duì)整個(gè)流場(chǎng)的影響，以及它們和模型側(cè)

3、向力之間的響應(yīng)關(guān)系。同時(shí)討論了大迎角旋成體背渦生成和發(fā)展情況，給出該狀態(tài)非對(duì)稱(chēng)渦的結(jié)構(gòu)模型。 利用細(xì)長(zhǎng)旋成體背渦結(jié)構(gòu)對(duì)尖頭部擾動(dòng)非常敏感的特性，采用在尖頭部施加單孔位微吹氣擾動(dòng)的控制方法對(duì)細(xì)長(zhǎng)旋成體側(cè)向力進(jìn)行控制，通過(guò)對(duì)吹氣孔位置、吹氣量與非對(duì)稱(chēng)流場(chǎng)之間響應(yīng)關(guān)系的研究，該控制方法是可行的，同時(shí)得到了吹氣孔周向有效位置以及一些狀態(tài)下吹氣量與側(cè)向力之間的響應(yīng)關(guān)系。 通過(guò)本文的研究，加深了對(duì)細(xì)長(zhǎng)體大迎角非定常流場(chǎng)的認(rèn)識(shí)，證