弹箭俯仰阻尼动导数计算与分析

发布时间：2021-06-12 01:19

　　随着航空技术的发展,大攻角飞行和高速飞行越来越普遍,伴随的气动现象也变得十分复杂,俯仰阻尼动导数已经成为现代弹箭初步设计中的重要气动参数,在弹箭动态特性分析、弹道设计及控制系统设计中都占有重要位置。本文以国际动导数标模Finner作为研究对象,对刚性动网格技术在预测俯仰阻尼动导数方面的应用进行了计算验证,并分析了该方法的影响因素。在此基础上,进一步探索了某鸭式布局弹箭俯仰阻尼动导数的计算及其随初始条件的变化规律。首先应用基于N-S方程求解的时空二阶精度的迭代法,结合刚性动网格技术,采用小振幅强迫俯仰振动法,对俯仰阻尼动导数数值计算进行了研究。以国际动导数标模Finner作为验证模型,探究了近壁面处理方法、减缩频率、振荡幅值、周期迭代次数、内迭代次数对俯仰阻尼动导数的影响,探究了初始攻角、质心位置对其俯仰阻尼动导数的影响;计算结果与实验结果吻合良好,表明了本文采用的方法具有较高的精确性,使用的计算条件是可行的。基于Finner标模的研究,进一步探究了某鸭式布局弹箭俯仰阻尼动导数随初始攻角、马赫数以及质心位置的变化关系。研究表明,计算条件的选取对俯仰动导数的计算效率与计算结果影响非常大,其... 

【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
注释表
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 动导数计算方法
        1.2.1 工程估算
        1.2.2 风洞试验
        1.2.3 数值模拟
    1.3 本文研究工作内容
2 数值方法
    2.1 控制方程及计算方法
    2.2 离散方法
        2.2.1 有限差分法
        2.2.2 有限体积法
    2.3 时间推进
    2.4 湍流模型和边界条件
    2.5 动网格技术
        2.5.1 滑移网格
        2.5.2 非结构化动网格技术
        2.5.3 刚性动网格
    2.6 辨识方法
    2.7 本章小结
3 Finner标模俯仰阻尼动导数数值计算与分析
    3.1 模型几何外形及网格划分
    3.2 稳态计算
    3.3 动导数算例计算
    3.4 动导数计算影响因素分析
        3.4.1 近壁面处理方法
        3.4.2 减缩频率
        3.4.3 周期迭代次数
        3.4.4 内迭代次数
        3.4.5 强迫振荡幅值
    3.5 质心位置对俯仰阻尼动导数的影响
    3.6 不同振荡初始攻角下动导数计算
    3.7 本章小结
4 某鸭式布局弹箭稳态计算
    4.1 模型几何外形及网格划分
    4.2 数值计算和风洞结果对比
        4.2.1 法向力系数
        4.2.2 俯仰力矩系数变化规律
    4.3 流场分析
    4.4 本章小结
5 某鸭式布局弹箭俯仰阻尼动导数计算与分析
    5.1 各马赫数下俯仰阻尼动导数计算
    5.2 不同振荡起始攻角下俯仰阻尼动导数计算
    5.3 质心位置对俯仰阻尼动导数的影响
    5.4 不同振荡幅值下鸭式布局弹箭非稳态计算
    5.5 本章小结
6 总结与展望
    6.1 本文工作总结
    6.2 展望
致谢
参考文献



本文编号：3225660