飛機(jī)機(jī)翼在氣液兩相流場中的流固耦合分析.pdf

1、機(jī)翼繞流問題一直是航空工業(yè)中重點(diǎn)關(guān)注的問題之一,隨著計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,數(shù)值仿真的方法已經(jīng)成為研究機(jī)翼繞流問題的主要手段。早些年來,學(xué)者們主要應(yīng)用計算流體動力學(xué)理論(CFD)對飛機(jī)機(jī)翼附近的單一流場特性進(jìn)行研究分析,應(yīng)用計算結(jié)構(gòu)動力學(xué)理論(CSD)對機(jī)翼結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性進(jìn)行研究分析,并采用Navier-Stokes方程進(jìn)行簡單的耦合計算。飛機(jī)真實(shí)的服役環(huán)境十分惡劣,載荷多變,機(jī)翼受到流體載荷作用發(fā)生形變,機(jī)翼的變形也會影響流場的分布。采

2、用單物理場進(jìn)行仿真研究機(jī)翼的繞流,并不能真實(shí)再現(xiàn)飛機(jī)在真實(shí)飛行中的服役情況,采用多物理場耦合技術(shù)進(jìn)行數(shù)值仿真能夠有效的解決此類問題,因此,多物理場耦合技術(shù)是工程實(shí)際的需要也是必然的發(fā)展趨勢。本課題基于MpCCI耦合平臺,對飛機(jī)機(jī)翼在理想流場和氣液兩相流場中的運(yùn)動進(jìn)行了力學(xué)仿真分析,主要完成以下工作:
　　 1.基于MpCCI多物理場耦合平臺,建立計算模型且實(shí)現(xiàn)流場分析軟件Fluent與結(jié)構(gòu)場分析軟件ABAQUS在耦合計算時的數(shù)據(jù)

3、交換。并闡述了基于MpCCI耦合平臺實(shí)現(xiàn)流場與結(jié)構(gòu)場數(shù)據(jù)交換過程。
　　 2.建立了NACA0012機(jī)翼的二維三維結(jié)構(gòu)場、流場的數(shù)值計算模型;在機(jī)翼繞流的數(shù)值仿真中,湍流模型對仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果有至關(guān)重要的影響,因此,只有選取合適的數(shù)值模型才能有效的保證數(shù)值實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確與精度。本文首先分析對比各湍流模型特點(diǎn),有針對性的選擇符合本文仿真實(shí)驗(yàn)的湍流模型。并實(shí)現(xiàn)了對二維,三維機(jī)翼的流固耦合計算。
　　 3.驗(yàn)證分析了機(jī)翼在二維理想流場

4、模型中,升力系數(shù)與攻角的變化關(guān)系,分析理想流場條件下機(jī)翼附近結(jié)果,與耦合計算后流場的壓力與速度的分布結(jié)果進(jìn)行區(qū)別。并分析了機(jī)翼上應(yīng)力和位移的變化。初步探討了二維機(jī)翼在氣液兩相流場中運(yùn)動時,機(jī)翼附近流場的壓力和速度隨流體中含液率的變化關(guān)系。以及隨著含液率的變化對機(jī)翼載荷變化的影響。
　　 4.初步探討了三維機(jī)翼在氣液兩相流場中運(yùn)動時,機(jī)翼附近流場的壓力和速度隨流體中含液率的變化關(guān)系。分析三維機(jī)翼上應(yīng)力與位移的分布情況,機(jī)翼上應(yīng)力隨