跨声速风洞开孔壁壁面流动特性研究

发布时间：2018-06-18 05:49

  本文选题：跨声速风洞 + 洞壁干扰　； 参考：《南京航空航天大学》2015年硕士论文

【摘要】：为了满足现代先进飞行器高机动飞行性能的设计要求,风洞试验数据必须具有更高的准确度。洞壁干扰是影响跨声速风洞试验数据准确度的一个重要因素,目前绝大多数洞壁干扰计算修正方法都会使用洞壁边界条件,而洞壁边界条件的准确度往往直接决定了修正结果的准确度。本文以跨声速风洞洞壁边界条件作为研究工作的出发点,采用数值模拟的方法对跨声速风洞开孔壁壁面流动特性进行了详细的研究,在总结出孔流动规律的基础上,结合相关流动理论建立起开孔壁壁面流动模型。在研究工作中,首先将对整个开孔壁的研究简化为研究单个孔的流动规律,从而极大地简化本文研究工作的难度;然后根据FL-3跨声速风洞试验段的布局及相关尺寸得到合理的简化几何模型,再利用Pointwise网格生成软件生成多块的结构网格并确定出合适的计算边界条件,在已建立的计算模型的基础上采用CFD方法模拟孔内及其附近流场,通过与Nambu的试验和计算结果的对比,验证了建立的计算模型和采用的计算方法的正确性和可行性;由此本文考虑了孔两侧压差、自由来流马赫数、试验段附面层位移厚度以及孔深径比对孔内及其附近流动的影响情况,通过大量定性和定量分析,总结出跨声速风洞开孔壁壁面流动特性,并结合相关流动理论建立起开孔壁壁面流动模型,该模型可以用来模拟跨声速风洞洞壁边界条件。
[Abstract]:In order to meet the design requirements of the high maneuverability of modern advanced aircraft, the wind tunnel test data must have higher accuracy. The wall interference is an important factor affecting the accuracy of the transonic wind tunnel test data. At present, most of the correction methods for the calculation of the wall interference can use the boundary conditions of the tunnel wall, and the boundary conditions of the tunnel wall. The accuracy of the correction results is often directly determined. In this paper, the boundary conditions of the cross sonic wind tunnel wall are taken as the starting point of the study. The numerical simulation method is used to study the flow characteristics of the wall surface in the cross sonic wind tunnel. In the research work, first of all, the study of the whole opening wall is simplified to study the flow law of a single hole, thus greatly simplifying the difficulty of this study. Then, a simplified geometric model is obtained based on the layout and related dimensions of the FL-3 transonic wind tunnel test section, and then the Pointwise grid is used. A multi block structure grid is generated and the suitable boundary conditions are determined by the generated software. On the basis of the established calculation model, the CFD method is used to simulate the flow field inside and near the hole. The correctness and feasibility of the established calculation model and the calculated method are verified by comparison with the experimental and calculated results of the Nambu. In this paper, the influence of the pressure difference on both sides of the hole, the free flow Maher number, the displacement thickness of the test section and the influence of the hole depth diameter ratio on the flow in the hole and near the hole are considered. Through a large amount of qualitative and quantitative analysis, the flow characteristics of the wall surface of the cross sonic wind tunnel are summed up, and the wall surface flow model of the opening hole is established by combining the related flow theory. The model can be used to simulate the transonic wind tunnel wall boundary conditions.
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V211.74

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