近地-海運動過程中的空氣動力學(xué)分析.pdf

1、當(dāng)有翼飛行器,如導(dǎo)彈、飛機等在低高度飛行和在起降過程中,由于地/海面的存在,會受到地面效應(yīng)的影響,升力提高,阻力降低,飛行器的升阻比增大。如果近海面運動,波浪高度和頻率等更會使飛行器表面的壓力分布產(chǎn)生變化,波浪形狀和運動也會因飛行器產(chǎn)生的壓力場而改變,進而反作用于飛行器,從而對飛行器的氣動特性造成影響,使其表現(xiàn)出不同于在自由空間的氣動特性,進而影響到飛行器飛行的穩(wěn)定性和安全性。
　　 本文在國內(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:
　　 首先對二維翼型進行受力分析,并結(jié)合Spalart-Allmaras(S-A)模型、標準k-ε模型和SST k-ω湍流模型,建立相應(yīng)的控制方程組進行求解。壁面采用壁面函數(shù)法進行處理。確定了二維翼型和飛行器受力和力矩的計算方法,奠定了后面計算的基礎(chǔ)。
　　 其次,對NACA0015翼型不同離地高度和不同攻角時的氣動力特性采用標準k-ε模型和壁面函數(shù)進行了計算。并對計算模型進行了修

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算值與實際情況嚴重不符的問題,大大減小了計算誤差。在此基礎(chǔ)上,計算了NACA0015對稱翼型和NACA0413不對稱翼型在不同雷諾數(shù)情況下,不同離地高度和攻角時的氣動特性參數(shù),并確定了不同情況下的臨界相對離地高度。
　　 然后,在翼型近地情況計算的基礎(chǔ)上,結(jié)合網(wǎng)格重劃的動網(wǎng)格技術(shù),分析了NACA0015翼型在近波浪壁面運動過程中的非定常氣動特性。研究了翼型近水高度、波浪壁面

4、波長和振幅等因素對翼型氣動特性的影響規(guī)律。
　　 最后,采用動網(wǎng)格的方法,計算了某型飛機在自由流中和在不同情況下飛機經(jīng)過平臺過程中的氣動特性參數(shù),通過將自由流中數(shù)據(jù)和文獻中的實驗數(shù)據(jù)進行對比,驗證了所使用計算模型的合理性;分析了離臺高度和飛機攻角對近平臺運動的飛機氣動特性的影響規(guī)律,并確定了該型飛機的臨界離臺高度。
　　 本文對二維翼型和某型飛機在近地/海運動過程中的氣動特性進行了較多的探索性研究和空氣動力學(xué)分析,進一步