四边形格壁后掠式栅格翼气动特性研究

发布时间：2020-11-06 04:26

　　 栅格翼是一种具有诸多优点的非常规翼型,是由许多薄的格栅壁镶嵌在边框内组成的。由于栅格翼阻力大的缺点,减阻提高升力一直是进行研究栅格翼的重点。前期研究发现,格栅翼格壁剖面形状对其气动特性有很大影响;栅格翼的前、后掠能够有效地降低它的阻力。本文采用数值仿真模拟的方式进行研究,数值模拟过程,主要是监测其升力系数、阻力系数。通过Solidworks建立三维模型,ICEM划分网格,转入Fluent进行流体计算,最后使用Origin处理计算结果数据。本文首先研究的是三种四角形后掠式栅格翼的气动特性,研究结果表明:在超声速下(1.0≤Ma≤4.0),后掠式栅格翼的气动性能相比于正置式栅格翼更加稳定,而且菱形格壁和四角格壁的后掠式栅格翼的升阻比均大于矩形格壁的栅格翼。针对栅格翼在导弹上的巨大应用价值,本文在超声速下(1.0≤Ma≤4.0),采用数值模拟仿真的方法研究了不同格壁形状的栅格翼导弹及其后掠式的气动性能。研究结果表明:1、在超音速下,栅格翼导弹的升阻比随着马赫数的改变而改变。2、针对三种正置式栅格翼导弹模型来说,模型DSJ和模型DLX的气动性能比模型DJX的气动性能要好,并且比较稳定。3、对比研究三种后掠式栅格翼导弹和三种正置式栅格翼导弹,发现在1.0≤Ma≤2.0之间,后掠式栅格翼导弹相比于格壁剖面流线型栅格翼导弹改善了气流现象;在2.0≤Ma≤4.0之间,后掠式栅格翼导弹的气动特性好于格壁剖面流线型栅格翼导弹。
【学位单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TJ760.11
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 栅格翼的应用与研究
        1.2.1 栅格翼国内外应用
        1.2.2 栅格翼国外研究现状
        1.2.3 栅格翼国内研究现状
    1.3 本文研究内容
第二章 后掠式栅格翼导弹气动外形设计
    2.1 栅格翼的外形参数
    2.2 栅格翼几何参数对气动特性的影响
    2.3 翼面在弹身布置形式
        2.3.1 弹翼在弹身周侧的布置形式
        2.3.2 弹翼在弹身的纵向布置形式
    2.4 栅格翼导弹模型建立
        2.4.1 弹体的选择
        2.4.2 栅格翼模型
        2.4.3 栅格翼导弹模型
    2.5 本章小结
第三章 流体计算分析基础
    3.1 流体力学简介
    3.2 流体力学方程
        3.2.1 连续性方程
        3.2.2 动量方程
        3.2.3 能量守恒方程
        3.2.4 纳维-斯托克斯方程
    3.3 有限体积法离散控制方程
        3.3.1 有限体积法基本思想
        3.3.2 一阶离散格式
        3.3.3 高阶离散格式
    3.4 湍流模型
        3.4.1 零方程模型和一方程模型
        3.4.2 二方程k-e 模型
        3.4.3 二方程k-w 模型
    3.5 网格生成技术
    3.6 本章小结
第四章 四边形栅格翼气动特性研究
    4.1 栅格翼气动特性研究
    4.2 四边形格壁栅格翼气动性能数值模拟
        4.2.1 三种四边形格壁栅格翼正置式气动特性研究
        4.2.2 三种四边形格壁栅格翼后掠式气动特性研究
        4.2.3 六种四角形栅格翼气动特性对比研究
    4.3 本章小结
第五章 四边形格壁栅格翼导弹气动性能研究
    5.1 栅格翼导弹气动特性研究
    5.2 栅格翼导弹气动性能数值模拟
        5.2.1 三种正置式栅格翼导弹的气动特性研究
        5.2.2 三种后掠式栅格翼导弹的气动特性研究
        5.2.3 六种四边形格壁栅格翼导弹气动特性对比研究
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 研究总结
    6.2 未来展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 王继新;;从朝鲜弹道导弹改进看栅格翼技术[J];兵器知识;2016年11期

2 李桂君;马贵春;李峰;杜小强;;不同剖面形状的栅格壁对栅格翼气动特性的影响[J];弹箭与制导学报;2015年01期

3 周培培;;基于结构网格的栅格翼绕流数值模拟[J];空气动力学学报;2014年03期

4 席园;马贵春;姚光生;秦可伟;;不同前后掠角的栅格翼气动特性研究[J];弹箭与制导学报;2013年06期

5 谭献忠;邓帆;陈少松;;翼面气动外形对栅格翼减阻的影响[J];实验力学;2013年02期

6 邓帆;陈少松;;栅格翼外形特征对减阻影响的研究[J];实验流体力学;2011年03期

7 王斌;张卫民;;栅格翼气动特性数值研究[J];战术导弹技术;2011年02期

8 张亮;王淑华;姜贵庆;;钝化前缘对栅格翼激波干扰与热流分布的影响[J];宇航学报;2010年02期

9 任怀宇;蔡昱;孙洪森;;高超声速栅格翼气动特性研究[J];宇航学报;2010年01期

10 邓帆;陈少松;余勇刚;;亚跨音速栅格的升阻特性数值研究[J];弹道学报;2009年04期

本文编号：2872650