融合式翼梢小翼升阻特性及参数优化研究

发布时间：2017-09-19 04:44

  本文关键词：融合式翼梢小翼升阻特性及参数优化研究

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【摘要】：翼梢小翼是一种先进的增升减阻技术,它能够有效地减小飞机的诱导阻力,提高的飞机的升阻比,从而降低飞机的油耗。对于民航客机而言,加装翼梢小翼能够有效地降低航空公司的运营成本,提高经济性。但翼梢小翼由多个设计参数构成,每个参数均对飞机的升阻特性产生影响,研究翼梢小翼参数对升阻特性的影响,具有科学和现实意义。本文主要工作内容及研究结果如下:1.以融合式翼梢小翼作为研究对象,参考“长牛角”飞机的机翼构建基本平直翼,在基本平直翼上加装融合式翼梢小翼。利用数值模拟法,分别就是否加装翼梢小翼对机翼升阻特性进行了比较。结果表明,机翼加装翼梢小翼会增大摩擦阻力,但由于翼梢小翼具有阻挡机翼下翼面往上翼面绕流的端板作用,以及具有耗散翼尖涡强度的作用,减小了机翼的诱导阻力,从而降低了总阻力;同时,翼梢小翼能够产生侧向力,侧向力的一部分分力可增加机翼升力,从而使得加装翼梢小翼之后,机翼的升阻比得到有效地提高。2.对于翼梢小翼各个参数变化对机翼升阻特性的影响规律进行研究。针对翼梢小翼的5个基本构成参数,首先构建一个翼梢小翼基础构型,在此构型基础上,分别研究每个参数的变化对机翼升阻比及诱导阻力影响的变化规律。结果表明,各参数的变化都会影响机翼的升阻特性,但影响程度不一。3.对于翼梢小翼各参数对机翼升阻特性影响的主次顺序进行了研究。采用正交试验法,构建融合式翼梢小翼正交试验模型,对翼梢小翼各参数变化对机翼升阻比的影响力进行研究。研究表明,影响力由大到小的顺序分别为:安装角、外倾角、高度、后掠角、尖削比。其中安装角、外倾角、高度三个参数对升阻比影响相对较大,且三者之间影响效果很接近。利用正交试验法,最终得到翼梢小翼最优参数构型。结果表明,最优参数构型相对于基础构型,升阻比增加了2.66%。综上所述,通过对翼梢小翼参数对机翼升阻特性影响变化规律的研究,有利于得到更好的翼梢小翼构型,从而有效改善机翼升阻特性。本研究结果可对翼梢小翼的设计和选型提供了理论依据。
【关键词】：融合式翼梢小翼 升阻特性 参数研究 正交试验法 参数优化
【学位授予单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V224
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-21
• 1.1 研究的目的和意义8-9
• 1.2 翼尖减阻的几种形式及应用9-16
• 1.2.1 翼梢小翼9-13
• 1.2.2 翼尖涡扩散器13-14
• 1.2.3 翼梢帆片14-16
• 1.3 国内外研究现状16-19
• 1.4 本文所做工作19-21
• 第2章 数值模拟理论基础21-30
• 2.1 CFD与FLUENT简介21-22
• 2.2 基本方程22-23
• 2.2.1 连续性方程22
• 2.2.2 动量方程22-23
• 2.2.3 能量方程23
• 2.3 湍流模型23-26
• 2.3.1 S-A模型24-25
• 2.3.2 k-e 模型25-26
• 2.4 诱导阻力的计算26-29
• 2.5 本章小结29-30
• 第3章 有/无翼梢小翼的机翼升阻特性对比30-45
• 3.1 三维模型的建立30-36
• 3.1.1 翼型的选择30-32
• 3.1.2 基本平直翼模型的建立32-34
• 3.1.3 翼梢小翼模型的建立34-36
• 3.2 模型网格的建立及网格无关性验证36-38
• 3.2.1 模型网格的建立36-37
• 3.2.2 网格无关性验证37-38
• 3.3 基本平直翼与翼梢小翼模型数值计算及分析38-44
• 3.3.1 模型的数值计算38-39
• 3.3.2 计算结果分析39-44
• 3.4 本章小结44-45
• 第4章 翼梢小翼参数对机翼升阻特性影响研究及优化45-60
• 4.1 翼梢小翼参数对机翼升阻特性影响45-53
• 4.1.1 翼梢小翼高度研究45-48
• 4.1.2 翼梢小翼外倾角研究48-49
• 4.1.3 翼梢小翼后掠角研究49-50
• 4.1.4 翼梢小翼尖削比研究50-52
• 4.1.5 翼梢小翼安装角研究52-53
• 4.2 基于正交试验翼梢小翼参数优化53-58
• 4.2.1 翼梢小翼正交试验模型的建立55-56
• 4.2.2 翼梢小翼正交试验模型计算及结果分析56-58
• 4.3 本章小结58-60
• 第5章 总结与展望60-62
• 5.1 总结60-61
• 5.2 展望61-62
• 参考文献62-65
• 攻读硕士期间发表的论文65
• 参与的科研项目65-66
• 致谢66

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本文编号：879571