真实飞行器升力面构型缝隙的网格修补技术研究

发布时间：2017-09-21 17:03

  本文关键词：真实飞行器升力面构型缝隙的网格修补技术研究

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【摘要】：不同飞行器的高升力装置的几何构型差别较大,即便是在特定增升装置下,起飞、着陆和巡航时的几何形状更是千差万别。因此面对高升力复杂的流动、外形、驱动和支撑系统,需要耗费大量时间计算分析设计的正确性。由于风洞实验的成本较高、试验周期长,而且不能完全模拟实际飞行条件,近年来,随着计算机技术水平的提高,计算流体力学越来越多地应用于增升装置。本研究围绕基于参数化的升力面缝隙自动修补技术,主要开展以下工作:⑴通过查阅相关文献资料,总结当前高升力构型在升力面缝隙处理、数值模拟技术的发展现状,提出研究基于参数的升力面缝隙修补算法和提高网格生成效率的必要性。⑵分析常用几种结构网格生成方法在生成时间、计算精度上的优缺点,并与PWT风洞实验的气动系数作对比,验证了对接网格的数值模拟值在精度上和风洞实验结果的吻合度最高。⑶提出一种基于参数化的升力面缝隙自动修补技术,主要内容包括:网格拓扑定制、缝隙预处理、参数支撑线构造、内核框架线构造、网格光顺控制、网格正交控制和多块网格自适应重构技术等。⑷开发了一套基于SPIDER软件平台缝隙自动修补模块“GAP_FILL”。通过大量网格生成实例的网格质量和数值计算结果,验证了算法的可靠性和软件的鲁棒性。
【关键词】：参数化 高升力装置 网格拓扑 网格生成自动化
【学位授予单位】：西南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V211.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-20
• 1.1 研究背景9-14
• 1.1.1 高升力装置9-12
• 1.1.2 CFD数值计算的应用12-14
• 1.2 研究现状14-18
• 1.2.1 升力面网格生成现状14-16
• 1.2.2 数值模拟技术现状16-18
• 1.3 本文研究内容18-20
• 2 复杂外形高精细网格生成技术20-34
• 2.1 前言20-21
• 2.2 网格生成技术21-29
• 2.2.1 代数插值网格生成25-27
• 2.2.2 微分方程网格生成27-29
• 2.3 网格光顺技术29-31
• 2.3.1 能量优化法29-30
• 2.3.2 拉普拉斯光顺法30-31
• 2.4 网格拓扑技术31-33
• 2.5 小结33-34
• 3 基于参数化的升力面缝隙网格自动生成方法34-47
• 3.1 前言34
• 3.2 参数化缝隙网格生成算法研究34-42
• 3.2.1 网格拓扑定制34-36
• 3.2.2 缝隙预处理36-37
• 3.2.3 参数支撑线构造37-38
• 3.2.4 内核框架线构造38-39
• 3.2.5 网格线光顺技术39
• 3.2.6 网格正交控制39-41
• 3.2.7 多块结构网格自适应重构41-42
• 3.3 缝隙修补实例42-44
• 3.3.1 前缘缝隙修补实例42-43
• 3.3.2 后缘缝隙修补实例43-44
• 3.4 真实外形的处理44-46
• 3.5 小结46-47
• 4 软件设计与实现47-59
• 4.1 前言47
• 4.2 SPIDER软件47-49
• 4.2.1 软件概述47-48
• 4.2.2 软件功能组成48-49
• 4.3 GAP_FILL的开发49-58
• 4.3.1 参数控制的功能设计49-50
• 4.3.2 软件架构50-52
• 4.3.3 主要功能模块实现52-56
• 4.3.4 辅助功能模块实现56-58
• 4.4 小结58-59
• 5 算例验证与分析59-70
• 5.1 前言59
• 5.2 计算构型与外形参数59-60
• 5.3 网格质量分析60-62
• 5.3.1 网格质量评估方案确定60-61
• 5.3.2 数据统计分析61-62
• 5.4 数值计算结果分析62-68
• 5.4.1 全展长三段翼气动力分析62-65
• 5.4.2 半展长三段翼气动力分析65-68
• 5.5 小结68-70
• 6 总结与展望70-72
• 6.1 总结70
• 6.2 展望70-72
• 致谢72-73
• 参考文献73-77
• 攻读学位期间发表的学术论文77

【引证文献】

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 何开锋;马明生;刘刚;黄勇;;CFD技术在大型运输机气动设计研究中的应用[A];大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C];2007年

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本文编号：895774