不同声速下典型栅格壁剖面的数值模拟及气动理论分析

发布时间：2017-10-11 17:21

  本文关键词：不同声速下典型栅格壁剖面的数值模拟及气动理论分析

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【摘要】：栅格翼因其独特的多面翼系统，优于传统平版翼的优越性能，逐渐进入众多研究学者的视野。在体积较小或者与平版翼相同的翼总面积的情况下，获得的升力比传统的单面翼大好几倍。另一方面，栅格翼的阻力大严重的影响栅格导弹的射程，这一特点严重地制约导弹上对其的应用。 相关研究表明栅格翼外形特征参数对栅格翼的气动特性有直接的影响，栅格壁剖面形状作为一个重要的几何特征，，采用数值模拟和理论分析的方法，分别对不同的剖面形状进行气动分析，寻找既适当减小栅格翼的阻力、又增大升阻比的合适栅格壁剖面形状。 设计栅格翼的格壁剖面为菱形、四角形、六角形和矩形，在亚、跨、超声速下进行数值模拟，数据后处理后分析速度压力云图。结果显示：剖面形状为菱形、四角形、六角形的栅格翼与矩形剖面的栅格翼相比能够减小波阻，减缓栅格气流压缩现象，很大程度地减小阻力，一定程度上增加升力，并且提高升阻比。流线型剖面的栅格翼中，菱形和四角形的栅格翼存在较好的气动性能。 针对高超声速栅格绕流的非线性流体特征，采用牛顿公式从理论方面推导栅格壁剖面为四角形、菱形、六角形的气动参数。推导得出的计算公式显示高超声速下，翼剖面的气功特性只与来流攻角和相对厚度的比值有关，升力与攻角并非线性关系，跟马赫数无关。六角形的下表面相对比较平直其气动特性要好于其他具有同等相对厚度的双楔型翼型。
【关键词】：栅格壁 剖面形状 高超声速 气动特性
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V211.41
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-18
• 1.1 研究背景9-11
• 1.2 栅格翼的特点11-12
• 1.3 国内外研究现状12-16
• 1.3.1 国外现状12-14
• 1.3.2 国内研究现状14-16
• 1.4 本文主要工作16-18
• 2 栅格壁主要外形参数对气动特性的影响18-26
• 2.1 单栅格形状的数值模拟及气动力分析18-20
• 2.2 栅格翼的长宽比或翼弦格宽比的实验及数值模拟20-22
• 2.3 单栅格边框形状和厚度的数值模拟22-24
• 2.4 格壁前后缘倒角的数值模拟24-25
• 2.5 本章小结25-26
• 3 数值计算方法及几何建模26-39
• 3.1 基本守恒方程26-30
• 3.1.1 连续方程—质量守恒方程26-27
• 3.1.2 运动方程—动量守恒方程27-29
• 3.1.3 能量守恒方程29
• 3.1.4 通用形式的控制方程29-30
• 3.2 离散化方法30-33
• 3.2.1 建立离散方程31-32
• 3.2.2 离散边界条件和初始条件32
• 3.2.3 湍流模型32-33
• 3.3 几何模型33-36
• 3.4 网格生成36-37
• 3.5 本章小结37-39
• 4 不同格壁剖面栅格翼数值模拟39-51
• 4.1 计算条件39
• 4.2 数值模拟结果39-49
• 4.2.1 升力系数和气动特性分析39-43
• 4.2.2 阻力系数和气动特性分析43-48
• 4.2.3 升阻力和气动特性分析48-49
• 4.3 本章小结49-51
• 5 高超声速下栅格壁剖面的气动理论分析51-60
• 5.1 高超声速下气流流动的主要特征51-52
• 5.2 牛顿理论52-53
• 5.3 高超声速下不同格壁剖面栅格翼的气动力参数53-59
• 5.3.1 菱形模型54-55
• 5.3.2 四角形模型55-57
• 5.3.3 六角形模型57-59
• 5.4 本章小结59-60
• 6 总结与展望60-62
• 6.1 总结60-61
• 6.2 展望61-62
• 参考文献62-66
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果66-67
• 致谢67-68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1013778