您的位置: turnitin查重官网> 下载中心 >推力转向喷流和高速主流干扰数值模拟

推力转向喷流和高速主流干扰数值模拟

收藏本文 2024-04-22 点赞:18845 浏览:82531 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:新一代战斗机要求具有良好的机动性和短距离起降性能。在大迎角机动飞行时,飞机绕流现象复杂,流动分离严重,垂尾等操纵面浸没在尾迹流动之中,操纵面效率急剧降低完全失效,操纵面偏转所需控制力和力矩的方法,已经很难大迎角机动的要求,推力矢量控制技术。推力矢量技术作为代战斗机设计的一项关键技术,从上个世纪八十年始,美国就开展了广泛的研究,包括理论与计算分析、缩比模型试验、飞行模拟器仿真和飞行演示验证等多种手段,并已成功应用于F-22、F-35等代主力战机中。主流与推力矢量尾喷流的干扰效应是推力矢量技术研究的一个主要。值得的是,推力矢量尾喷流干扰效应与传统喷管的干扰效应是不同的,传统喷管的干扰效应是一种弱扰动,而推力矢量尾喷流干扰效应则是一种强扰动,并强烈依赖于机身/推进系统的集成设计。显而易见,研究主流与推力矢量尾喷流的干扰效应规律和机理将是机身/推进系统优化集成设计的基础,有明确的应用背景。数值模拟方法,一种简化的飞机模型,数值研究了推力矢量尾喷流与高速主流的干扰效应,系统总结了来流马赫数、攻角、喷管偏转角、喷流马赫数、喷流总压、喷流总温等参数对飞机气动特性的影响规律,分析了流动机理,为后续试验研究一定的指导。全文共分五章:章是引言,了推力矢量技术的研究背景,综述了国内外推力矢量技术的研究方法和研究进展,明确了推力矢量喷流与主流干扰效应研究的。章是数值计算方法,介绍了研究的控制方程、空间离散格式、时间推进方法、边界条件和湍流模拟方法等,尤其是介绍了一种自主发展的基于湍流尺度混合的RANS/LES混合模型及其若干改进方法。章是算例验证,一系列典型算例对改进的RANS/LES混合模型和计算软件FLY3D了考核验证,包括跨声速翼型粘性绕流、低速翼型大迎角绕流、低速圆柱绕流和超声速圆柱底部绕流,均给出了与实验较为一致或接近的结果,验证了改进的RANS/LES混合模型和计算软件FLY3D的适用性。章是简化战斗机模型推力转向喷流与高速主流干扰效应研究,介绍了计算模型、计算网格和具体边界条件,系统研究了来流马赫数、攻角、喷管偏转角、喷流马赫数、喷流总压、喷流总温等参数对飞机气动特性的影响规律,结果:对于该简化战斗机模型,推力矢量尾喷流对高速主流的干扰局限于尾部局部区域,对全机气动特性的影响较小,仅在攻角下才有一定体现;但高速主流对尾喷流的干扰,推力矢量角损失随来流马赫数和攻角的增大而增大。第五章是结束语,总结了研究工作,并展望了需深化的研究方向。是致谢和参考文献。关键词:

    摘要4-5

    ABSTRACT5-9

    章 引言9-21

    1.1 研究背景和9-11

    1.2 国内外推力矢量技术研究进展11-18

    1.2.1 国外推力矢量技术研究进展11-17

    1.2.2 国内推力矢量技术研究进展17-18

    1.3 推力矢量技术的研究方法18-19

    1.4 工作19-21

    章 数值计算方法21-51

    2.1 控制方程21-27

    2.1.1 N-S 方程21-24

    2.1.2 坐标变换24-27

    2.2 湍流模拟方法27-33

    2.2.1 RANS 方程28-29

    2.2.2 空间滤波的LES 方程29-30

    2.2.3 原RANS/LES 混合模型30-31

    2.2.4 改进的RANS/LES 混合模型31-33

    2.3 空间离散33-41

    2.3.1 JAMESON 中心差分34-36

    2.3.2 MUSCL 插值和通量重构36-41

    2.4 时间推进41-48

    2.4.1 定常问题(LU-SGS 方法)43-44

    2.4.2 非定常问题(混合通量分裂隐式迭代NND 算法)44-47

    2.4.3 非定常问题(双时间隐式迭代推进方法)47-48

    2.5 边界条件48-50

    2.5.1 开边界条件48-49

    2.5.2 物面边界条件49-50

    2.5.3 奇性轴边界50

    2.6 小结50-51

    章 算例验证51-67

    3.1 翼型绕流51-56

    3.1.1 跨声速NACA0012 翼型粘性绕流51-54

    3.1.2 低速NACA0015 翼型高雷诺数静态失速绕流54-56

    3.2 低速圆柱绕流56-61

    3.2.1 2D 圆柱模拟57-59

    3.2.2 3D 圆柱模拟59-61

    3.3 超声速底部流动61-66

    3.3.1 网格GRIDA 计算结果63-65

    3.3.2 网格GRIDB 计算结果65-66

    3.4 小结66-67

    章 推力转向喷流/高速主流干扰参数影响规律研究67-106

    4.1 计算方法67-72

    4.1.1 数值方法67

    4.1.2 边界条件67-69

    4.1.3 计算模型和网格69-72

    4.2 计算条件72

    4.3 网格的影响72-75

    4.4 典型的数值计算结果75-105

    4.4.1 来流马赫数影响75-81

    4.4.2 飞行攻角影响81-91

    4.4.3 喷流总压影响91-96

    4.4.4 喷流马赫数影响96-101

    4.4.5 喷流总温影响101-105

    4.5 小结105-106

    第五章 结束语106-108

    5.1 总结106-107

    5.2 工作展望107-108

    附录 隐式法向粘性通矢量的近似处理108-110

    致谢110-111

    作者简历111

    攻读硕士学位期间发表的学术论文111-112

copyright 2003-2024 Copyright©2020 Powered by 网络信息技术有限公司 备案号: 粤2017400971号