尾翼倾斜角对旋转弹箭气动特性影响

发布时间：2024-03-17 02:16

　　基于三维非定常Navier-Stokes方程和滑移网格技术,对不同尾翼倾斜角的旋转弹的气动特性进行了数值模拟,以美国陆军-海军动导数计算标模验证了该方法的计算精度。结果表明:在Mach数为0. 9、1. 1、1. 4、1. 6、2. 0,转速为0. 5 r/s,攻角为2°、4°条件下,随着尾翼倾斜角的增大,平均阻力、Magnus力、力矩系数呈非定比增大,平均升力、俯仰力矩系数不变,滚转力矩系数呈定比增大;压力差是产生Magnus效应的主要原因。

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【部分图文】：

图1滑移网格区域划分示意图

滑移网格技术具有可信度高，运行速度快等优势[9]，普遍地应用在弹箭旋转的气动计算方面，图1为滑移网格区域划分示意图。控制方程采用非定常守恒型Navier-Stokes方程组

图2F4弹箭模型

其中:Y为升力;X为阻力;Mz为某力矩;为动压;S为参考面积，一般指的是弹体最大横截面积;bA为质心位置。2.2算法的有效性验证

图3气动系数随Ma值的变化曲线

图3给出了F4模型的气动系数随Ma值的变化曲线，并给出了相同工况下参考文献的计算结果。由图可知:文本中的计算结果与参考文献中计算值高度吻合，误差均在5%以内，因此可以说明本文选取的数值计算方法适用于全Ma数条件下，并且有较高的精度。3弹箭Magnus效应数值计算

图4模型及尺寸

计算模型如图4(a)，其尺寸参数如图4(b)所示。弹径Dm=412mm，重心Xmc=4.2D，弹长Dl=7.2D，翼根弦长br=1.1D，翼梢弦长bt=0.4D，网格模型如图5。选取的计算状态参数如表2所示。图5弹箭网格模型

本文编号：3930361