概率配点法在弹箭气动不确定性分析中的应用

发布时间：2021-10-18 17:06

　　针对确定性模拟方法存在的问题,不确定性CFD模拟被用于考察边界条件不确定性对弹箭气动性能的影响。不确定性分析方法为概率配点法。结果表明,马赫数不确定性引起的法向力系数变化量随攻角增大而增大。流场内气流参数梯度较大的地方,马赫数和攻角两者不确定性下的压力系数变化,通常较其它区域大。 

【文章来源】：科学技术创新. 2020,(13)

【文章页数】：2 页

【部分图文】：

BasicFinner外形不确定性分析选取了马赫数1.5，假定来流马赫数为随机变风面的膨胀波等处），马赫数不确定性下的压力系数变化，通常较其它区域大

0mm。图1BasicFinner外形不确定性分析选取了马赫数1.5，假定来流马赫数为随机变量。根据工程经验，认为来流马赫数为服从正态分布的随机变量，马赫数标准差为均值的0.5%。不确定性分析中，采用了二阶配置点，配置点1马赫数为1.474，权重为0.1667；配置点1马赫数为1.5，权重为0.6667；配置点1马赫数为1.526，权重为0.1667。图2是马赫数不确定性下法向力系数统计均值及不确定带与试验值对比。如图所示，马赫数不确定性下的统计均值与试验值吻合。法向力系数不确定带随攻角增大而变宽。图2法向力系数均值与试验值对比图3为马赫数不确定性引起的弹身截面及右翼截面压力系数标准差云图。如图所示，弹身标准差的极大值区域出现在前缘脱体激波附近及尾翼脱体激波附近，此外头部与弹身连接处的膨胀波区域也有较小的标准差；弹翼标准差极大值区域出现在在激波位置附近及膨胀波区域，激波附近的标准差更大。4结论本文在不确定性CFD模拟方法介绍的基础上，研究分析了流动参数马赫数为不确定变量时，BasicFinner弹箭模型总体气动参数和流场压力系数的不确定性规律。结果表明，马赫数不确定性引起的法向力系数变化量随攻角增大而增大。流场内气流参数梯度较大的地方（超声速时尾翼前的脱体激波、尾翼背风面的膨胀波等处），马赫数不确定性下的压力系数变化，通常较其它区域大。概率配点法在弹箭气动不确定性分析上具有精度高、计算速度快等优势，可以用于之后的分析研究。参考文献[1]LoevenG,WitteveenJ,BijlH.Probabilisticcollocation:anefficientnon-intrusiveapproachforarbitrarilydistributedparametricuncertainties,2007.[2]LoevenG,BijlH.Airfoilanalysiswithuncertaingeometryusingtheprobabilisticcollocationmethod,2008.[3]C

【参考文献】：
期刊论文
[1]风力机翼型的不确定性CFD模拟[J]. 刘智益,王晓东,康顺.  工程热物理学报. 2012(07)

博士论文
[1]透平机械内部复杂流动的数值模拟与叶片设计的鲁棒优化[D]. 王晓东.华北电力大学（北京） 2010



本文编号：3443165