低速無(wú)人機(jī)動(dòng)態(tài)氣動(dòng)特性數(shù)值模擬及布局研究.pdf

1、無(wú)人機(jī)以其價(jià)格低廉、結(jié)構(gòu)輕便等特點(diǎn)在戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知、災(zāi)區(qū)搜救等軍民領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。近年來(lái)各種性能不同的新型機(jī)種不斷涌現(xiàn)，其中低速無(wú)人機(jī)以其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)而得到了較快的發(fā)展。在對(duì)無(wú)人機(jī)氣動(dòng)布局進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，快速的獲取無(wú)人機(jī)穩(wěn)態(tài)及動(dòng)態(tài)氣動(dòng)參數(shù)對(duì)于其控制、品質(zhì)分析有著重要意義，因此如何更好的利用計(jì)算流體力學(xué)技術(shù)高效低成本的獲取無(wú)人機(jī)氣動(dòng)特性成為了當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。本文將以低速無(wú)人機(jī)作為主要研究對(duì)象，穩(wěn)態(tài)及動(dòng)態(tài)氣動(dòng)參數(shù)的快速獲取為主要研究?jī)?nèi)容，做以下幾

2、個(gè)方面的研究工作：
　　（1）調(diào)研多種低速無(wú)人機(jī)并分析此類無(wú)人機(jī)的特點(diǎn)，從流動(dòng)的角度對(duì)本文研究對(duì)象作界定，總結(jié)了計(jì)算流體力學(xué)技術(shù)對(duì)于低速無(wú)人機(jī)在穩(wěn)態(tài)及動(dòng)態(tài)氣動(dòng)特性獲取方面的發(fā)展及研究現(xiàn)狀。
　?。?）利用當(dāng)前應(yīng)用廣泛的湍流模型，對(duì)雷諾數(shù)為3×105時(shí)翼型繞流流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，并將仿真結(jié)果同風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比，評(píng)價(jià)湍流模型對(duì)低雷諾數(shù)流動(dòng)的模擬能力。基于對(duì)翼型阻力計(jì)算不準(zhǔn)原因的分析，提出了一種基于Michel轉(zhuǎn)捩判據(jù)的數(shù)值模擬方

3、法，分別從分離泡現(xiàn)象、翼型壁面附近的摩阻分布、翼型阻力系數(shù)這四個(gè)方面與Selig的風(fēng)洞數(shù)據(jù)對(duì)比，結(jié)果表明該方法可以較好的模擬低雷諾數(shù)流場(chǎng)。
　?。?）基于VBS腳本語(yǔ)言和渦格法代碼對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行配平及靜穩(wěn)定性分析，通過(guò)計(jì)算快速確定平飛狀態(tài)各升力部件初始安裝角，根據(jù)最終外形利用CFD技術(shù)對(duì)于全機(jī)粘性流場(chǎng)進(jìn)行仿真，得到了無(wú)人機(jī)全機(jī)穩(wěn)態(tài)氣動(dòng)特性，修正無(wú)粘估算結(jié)果。
　?。?）基于Etkin線性化理論推導(dǎo)了多攻角下無(wú)人機(jī)俯仰及滾轉(zhuǎn)穩(wěn)定