偏转头弹箭的超声速流场与气动特性

发布时间：2021-04-08 23:54

　　偏转头弹箭是指弹箭头部可根据不同工况进行偏转,使弹头和弹体轴线之间形成夹角,头部迎风面和背风面产生一定压差,从而形成空气动力来操纵弹体,控制其飞行姿态。偏转头弹箭具有结构简单、控制效率高等优点,因此研究其控制机理具有深远的意义。本文首先基于Euler方程和二阶AUSM格式,对偏转头弹箭在攻角为零,马赫数为Ma=2.0、3.0和4.0及其头部偏角分别为0°、4°、和8°条件下的流场进行了数值模拟,发现偏转头对弹气动特性的影响主要集中在弹丸头部,对下游流场的影响较小。随后为了避免二维流场的局限性,全面揭示偏转头弹箭的流场与气动特性,本文基于分离涡（DES）方法对以上条件下偏转头弹箭的三维流场进行了数值模拟,发现随偏角的增大,偏转头弹箭升力增大梯度大于阻力增大梯度。另外,通过同样的数值方法对偏转头弹箭在非零攻角下的超声速流场和气动特性进行了数值模拟。结果表明,当有效入射角相等时,即使弹箭的攻角不一样,其头部流场结构仍相同,且尾翼流场基本不受头部偏角影响。由气动力系数变化曲线可知,偏转头弹箭具有良好的纵向稳定性,且升阻比大于普通弹箭。最后,对偏转头弹在高空气体中的超声速流场和气动特性进行了数值... 

【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 选题的背景和意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文的主要研究内容
2 数值计算及方法
    2.1 网格生成技术
        2.1.1 结构化网格和非结构化网格
        2.1.2 结构化网格生成方法
        2.1.3 网格单元类型
    2.2 偏转头弹箭的网格结构
        2.2.1 偏转头弹箭的二维网格结构
        2.2.2 偏转头弹箭的三维网格结构
    2.3 计算方法
        2.3.1 控制方程
        2.3.2 湍流模拟
        2.3.3 离散格式
        2.3.4 边界条件
    2.4 本章小结
3 偏转头弹箭的二维流场结构分析
    3.1 偏转头弹箭不同偏转角时的波系结构
    3.2 偏转头弹箭不同偏转角时周围速度场特征
    3.3 不同偏转角条件不偏转头弹周围的温度分布
    3.4 不同偏转角时偏转头弹箭周围的密度分布
    3.5 本章小结
4 零攻角时偏转头弹箭的三维流场及气动特性分析
    4.1 偏转头弹的流场结构
        4.1.1 压力云图
        4.1.2 其他主要流场的分布
    4.2 气动力系数
        4.2.1 坐标系的变换
        4.2.2 气动力系数定义
        4.2.3 偏转头弹箭的气动力系数分析
    4.3 本章小结
5 不同攻角条件下偏转头弹箭的流场及气动特性
    5.1 不同攻角下偏转头弹流场特性分析
    5.2 不同攻角条件下偏转头弹升阻力系数分析
    5.3 不同攻角条件下偏转头弹俯仰力矩系数分析
    5.4 本章小结
6 高空中偏转头弹的流场及气动特性分析
    6.1 高空中的气象条件
    6.2 高空中偏转头弹的压力场分析
    6.3 高空中偏转头弹的其他主要流场特性
    6.4 高空中偏转头弹的气动力特性分析
    6.5 本章小结
7 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：3126504