超声速飞行器声爆/气动力综合设计技术研究

发布时间：2024-02-26 03:23

　　低声爆气动外形设计是超声速民机研发的一项关键技术。基于笛卡尔无黏求解器进行了典型民机构型的低声爆设计选型,主要研究了机身轴线弯曲度、机翼平面形状、机身截面积特征等因素对近场过压分布的影响,最终选型出一种超声速飞机气动布局。在此气动布局基础之上,结合自主研发的流场/声爆耦合伴随优化设计软件AMDEsign,在指定的低噪声水平声爆信号的条件下,通过对远场声爆信号进行高效反设计,实现了超声速低声爆气动外形的大规模设计变量数值优化,感觉噪声级大幅度降低,分析了外形变化对声爆抑制作用以及近场波系形态,同时也验证了综合设计技术的有效性。

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【部分图文】：

图1LM1021标准模型[18]

式（1）可以采用通过算子分裂法进行快速求解，各项的具体含义参考文献[18]。图1为LM1021标准模型示意图，图2给出了周向角为0°时的声爆计算结果与NASA代码sBOOM的对比，可以看出，文中采用的非线性声爆预测技术精度较高，能够为选型以及详细设计提供可靠平台。图2声爆信号预....

图2声爆信号预测与NASA代码的对比[16]

图1LM1021标准模型[18]2流场声爆耦合伴随优化方法

图3声爆伴随梯度与差分对比[16]

该方程组仍然由声爆伴随方程和流场伴随方程构成，通过声爆伴随变量实现方程组耦合。因此，核心仍然是构造声爆伴随方程和流场伴随方程，耦合伴随方程的各项表达式含义以及详细推导可以参考文献[16]，这里不再赘述。图3给出了声爆伴随方程的精度校核，其伴随变量的物理含义是远场声爆信号目标函数对....

图4笛卡尔网格

布局选型基于笛卡尔网格无黏求解器进行，笛卡尔网格见图4。需要指出的是，由于采用无黏计算，该部分并不是用来进行远场声爆计算，而是进行近场波系结构定性分析，进行布局参数研究；基于影响声爆强度的几个主要因素，设计选型基本原则是增加激波上升时间、减小波系过压峰值，尽可能实现弱激波设计，对....

本文编号：3911255