細(xì)長旋成體單孔位微吹氣擾動控制的數(shù)值研究.pdf

1、本文以現(xiàn)代大迎角飛行器前體非對稱背渦產(chǎn)生隨機側(cè)向力現(xiàn)象為研究背景，以一個尖拱形細(xì)長旋成體模型為研究對象，以數(shù)值模擬為主要研究手段，研究大迎角細(xì)長體的尾流場非對稱背渦的空間結(jié)構(gòu)。通過對N-S方程求解，詳細(xì)研究了無側(cè)滑條件下細(xì)長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，加深了對細(xì)長旋成體背風(fēng)區(qū)非對稱渦系空間模型以及渦系之間的相互干擾作用的認(rèn)識，驗證了單孔位微吹氣擾動控制方法的有效性，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。 介紹了計算網(wǎng)格連續(xù)性、均勻性及正交性優(yōu)化方法，對優(yōu)化前后的網(wǎng)格進行了比較。并應(yīng)用有限體積法對三維N-S方程進行離散，用二階迎風(fēng)格式對N-S方程進行求解，同時給出了對邊界條件的處理方法。討論了一些工業(yè)湍流模型的特點及應(yīng)用范圍，并對各自的計算結(jié)果進行對比分析，找到合適的計算模型。 利用數(shù)值模擬方法，對尖拱形細(xì)長旋成體大迎角非對稱流場進行了分析，討論了人為擾動、壓縮性、迎角等流場因素對整個流場的影響，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)非對稱渦的結(jié)構(gòu)模型。 利用細(xì)長旋成體背渦結(jié)構(gòu)對尖頭部擾動非常敏感的特性，采用在尖頭部施加單孔位微吹氣擾動的控制方法對細(xì)長旋成體側(cè)向力進行控制，通過對吹氣孔位置、吹氣量與非對稱流場之間響應(yīng)關(guān)系的研究，該控制方法是可行的，同時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。 通過本文的研究，加深了對細(xì)長體大迎角非定常流場的認(rèn)識，證