基于非结构网格求解器的CHN-T1标模气动特性计算研究
发布时间：2021-06-19 15:28
高可信度计算流体力学（CFD）技术在大型运输机精细化气动设计中发挥着越来越重要的作用。虽然目前基于RANS方程的数值模拟技术已经应用于大型运输机复杂外形的气动性能计算与分析中,但其可信度仍需进一步确认。针对AeCW-1组委会发布的CHN-T1运输机标模,采用基于RANS方程的非结构网格求解器TNS进行了气动性能计算,并与组委会提供的风洞试验结果进行了对比。此外,还研究了网格量和湍流模型等因素对巡航气动特性计算结果的影响,以及支撑干扰和静气弹变形对跨声速抖振特性的影响。结果表明,TNS预测的巡航升阻比及跨声速抖振特性等气动性能与试验值吻合良好,计算结果完全位于试验值误差带内,验证了所采用的非结构网格求解器在大型运输机复杂外形气动力预测中的可靠性。
【文章来源】：空气动力学学报. 2019,37(02)北大核心CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
图１ＣＨＮ－Ｔ１大型运输机外形（机身＋机翼＋平尾＋立尾）Ｆｉｇ．１Ｂｏｄｙ－ｗｉｎｇ－ｈｔａｉｌ－ｖｔａｉｌｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｏｆＣＨＮ－Ｔ１ｍｏｄｅｌ
ｍｅｔｒｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆＣＨＮ－Ｔ１ｍｏｄｅｌ几何参数取值展弦比９．３梢根比０．２９８参考面积／ｍ２０．２５７８４机翼展长／ｍ１．５４８７６平均气动弦长／ｍ０．１９３７机翼前缘后掠角／（°）２７．２机翼１／４弦线后掠角／（°）２５机翼上反角／（°）４．３７力矩参考点／ｍ（０．６６０８７，０，０）（ａ）无尾撑装置Ｃｏｎｆｉｇ１构型（ｂ）带尾撑装置Ｃｏｎｆｉｇ２构型（ｃ）考虑静气弹变形带尾撑装置的Ｃｏｎｆｉｇ３构型图２ＣＨＮ－Ｔ１标模计算构型展示Ｆｉｇ．２ＤｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓｏｆＣＨＮ－Ｔ１ｍｏｄｅｌ１．２计算网格针对巡航状态下Ｃｏｎｆｉｇ１构型的气动特性计算，采用组委会提供的粗、中、细３套非结构网格［１９－２０］进行网格收敛性研究，网格的基本参数见表２。Ｃｏｎｆｉｇ１构型的跨声速抖振特性计算将采用其中的非结构中等网格，图３为Ｃｏｎｆｉｇ１构型的非结构中等网格及其表面网格示意图。针对Ｃｏｎｆｉｇ２构型的跨声速抖振特性计算同样采用组委会提供的非结构网格，如图４所示。针对考虑静气弹变形Ｃｏｎｆｉｇ３构型表２非结构计算网格说明Ｔａｂｌｅ２Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎｏｆｕｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｍｅｓｈｅｓ名称非结构网格量（ｎｏｄｅｓ）第一层网格高度／ｍ边界层网格增长率粗网格（ｃｏａｒｓｅ）２３１８９４８１．４４×１０－６１．２５中等网格（ｍｅ
ｎｆｉｇ２构型（ｃ）考虑静气弹变形带尾撑装置的Ｃｏｎｆｉｇ３构型图２ＣＨＮ－Ｔ１标模计算构型展示Ｆｉｇ．２ＤｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓｏｆＣＨＮ－Ｔ１ｍｏｄｅｌ１．２计算网格针对巡航状态下Ｃｏｎｆｉｇ１构型的气动特性计算，采用组委会提供的粗、中、细３套非结构网格［１９－２０］进行网格收敛性研究，网格的基本参数见表２。Ｃｏｎｆｉｇ１构型的跨声速抖振特性计算将采用其中的非结构中等网格，图３为Ｃｏｎｆｉｇ１构型的非结构中等网格及其表面网格示意图。针对Ｃｏｎｆｉｇ２构型的跨声速抖振特性计算同样采用组委会提供的非结构网格，如图４所示。针对考虑静气弹变形Ｃｏｎｆｉｇ３构型表２非结构计算网格说明Ｔａｂｌｅ２Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎｏｆｕｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｍｅｓｈｅｓ名称非结构网格量（ｎｏｄｅｓ）第一层网格高度／ｍ边界层网格增长率粗网格（ｃｏａｒｓｅ）２３１８９４８１．４４×１０－６１．２５中等网格（ｍｅｄｉｕｍ）５９５２１４７１．００×１０－６１．２０细网格（ｆｉｎｅ）１７２４９５６２６．９３×１０－７１．１３图３组委会提供的Ｃｏｎｆｉｇ１构型非结构中等网格示意图Ｆｉｇ．３ＵｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｍｅｓｈｏｆＣｏｎｆｉｇ１ｐｒｏｖｉｄｅｄｂｙＡｅＣＷ－１ｏｒｇａｎｉｚｉｎｇｃｏｍｍｉｔｔｅｅ（ｍｅｄｉｕｍｓｉｚｅ）第２期许晨舟等：基于非结构网格求解器的ＣＨＮ－Ｔ１
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于非结构混合网格的CHN-T1标模气动特性预测[J]. 张耀冰,唐静,陈江涛,邓有奇. 空气动力学学报. 2019(02)
[2]采用TRIP3.0模拟CHN-T1模型气动特性[J]. 李伟,王运涛,洪俊武,孟德虹,李桦. 空气动力学学报. 2019(02)
[3]基于HyperFLOW平台的客机标模CHN-T1气动性能预测及可信度研究[J]. 王年华,常兴华,赵钟,马戎,张来平. 空气动力学学报. 2019(02)
[4]CHN-T1标模2.4米风洞气动特性试验研究[J]. 李强,刘大伟,许新,陈德华. 空气动力学学报. 2019(02)
[5]单通道客机气动标模CHN-T1设计[J]. 余永刚,周铸,黄江涛,牟斌,黄勇,王运涛. 空气动力学学报. 2018(03)
[6]DPW Ⅳ～DPW Ⅵ数值模拟技术综述[J]. 王运涛. 航空学报. 2018(04)
[7]HiLiftPW-1～HiLiftPW-3数值模拟技术综述[J]. 王运涛. 航空学报. 2018(07)
[8]飞行器气动外形设计方法研究与进展[J]. 高正红,王超. 空气动力学学报. 2017(04)
[9]DLR-F6/FX2B翼身组合体构型高阶精度数值模拟[J]. 王运涛,孟德虹,孙岩,张玉伦,李伟. 航空学报. 2016(02)
[10]DLR-F6翼身组合体的高阶精度数值模拟[J]. 王运涛,孙岩,王光学,张玉伦,李伟. 航空学报. 2015(09)
本文编号：3238068
【文章来源】：空气动力学学报. 2019,37(02)北大核心CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
图１ＣＨＮ－Ｔ１大型运输机外形（机身＋机翼＋平尾＋立尾）Ｆｉｇ．１Ｂｏｄｙ－ｗｉｎｇ－ｈｔａｉｌ－ｖｔａｉｌｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｏｆＣＨＮ－Ｔ１ｍｏｄｅｌ
ｍｅｔｒｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆＣＨＮ－Ｔ１ｍｏｄｅｌ几何参数取值展弦比９．３梢根比０．２９８参考面积／ｍ２０．２５７８４机翼展长／ｍ１．５４８７６平均气动弦长／ｍ０．１９３７机翼前缘后掠角／（°）２７．２机翼１／４弦线后掠角／（°）２５机翼上反角／（°）４．３７力矩参考点／ｍ（０．６６０８７，０，０）（ａ）无尾撑装置Ｃｏｎｆｉｇ１构型（ｂ）带尾撑装置Ｃｏｎｆｉｇ２构型（ｃ）考虑静气弹变形带尾撑装置的Ｃｏｎｆｉｇ３构型图２ＣＨＮ－Ｔ１标模计算构型展示Ｆｉｇ．２ＤｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓｏｆＣＨＮ－Ｔ１ｍｏｄｅｌ１．２计算网格针对巡航状态下Ｃｏｎｆｉｇ１构型的气动特性计算，采用组委会提供的粗、中、细３套非结构网格［１９－２０］进行网格收敛性研究，网格的基本参数见表２。Ｃｏｎｆｉｇ１构型的跨声速抖振特性计算将采用其中的非结构中等网格，图３为Ｃｏｎｆｉｇ１构型的非结构中等网格及其表面网格示意图。针对Ｃｏｎｆｉｇ２构型的跨声速抖振特性计算同样采用组委会提供的非结构网格，如图４所示。针对考虑静气弹变形Ｃｏｎｆｉｇ３构型表２非结构计算网格说明Ｔａｂｌｅ２Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎｏｆｕｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｍｅｓｈｅｓ名称非结构网格量（ｎｏｄｅｓ）第一层网格高度／ｍ边界层网格增长率粗网格（ｃｏａｒｓｅ）２３１８９４８１．４４×１０－６１．２５中等网格（ｍｅ
ｎｆｉｇ２构型（ｃ）考虑静气弹变形带尾撑装置的Ｃｏｎｆｉｇ３构型图２ＣＨＮ－Ｔ１标模计算构型展示Ｆｉｇ．２ＤｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓｏｆＣＨＮ－Ｔ１ｍｏｄｅｌ１．２计算网格针对巡航状态下Ｃｏｎｆｉｇ１构型的气动特性计算，采用组委会提供的粗、中、细３套非结构网格［１９－２０］进行网格收敛性研究，网格的基本参数见表２。Ｃｏｎｆｉｇ１构型的跨声速抖振特性计算将采用其中的非结构中等网格，图３为Ｃｏｎｆｉｇ１构型的非结构中等网格及其表面网格示意图。针对Ｃｏｎｆｉｇ２构型的跨声速抖振特性计算同样采用组委会提供的非结构网格，如图４所示。针对考虑静气弹变形Ｃｏｎｆｉｇ３构型表２非结构计算网格说明Ｔａｂｌｅ２Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎｏｆｕｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｍｅｓｈｅｓ名称非结构网格量（ｎｏｄｅｓ）第一层网格高度／ｍ边界层网格增长率粗网格（ｃｏａｒｓｅ）２３１８９４８１．４４×１０－６１．２５中等网格（ｍｅｄｉｕｍ）５９５２１４７１．００×１０－６１．２０细网格（ｆｉｎｅ）１７２４９５６２６．９３×１０－７１．１３图３组委会提供的Ｃｏｎｆｉｇ１构型非结构中等网格示意图Ｆｉｇ．３ＵｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｍｅｓｈｏｆＣｏｎｆｉｇ１ｐｒｏｖｉｄｅｄｂｙＡｅＣＷ－１ｏｒｇａｎｉｚｉｎｇｃｏｍｍｉｔｔｅｅ（ｍｅｄｉｕｍｓｉｚｅ）第２期许晨舟等：基于非结构网格求解器的ＣＨＮ－Ｔ１
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于非结构混合网格的CHN-T1标模气动特性预测[J]. 张耀冰,唐静,陈江涛,邓有奇. 空气动力学学报. 2019(02)
[2]采用TRIP3.0模拟CHN-T1模型气动特性[J]. 李伟,王运涛,洪俊武,孟德虹,李桦. 空气动力学学报. 2019(02)
[3]基于HyperFLOW平台的客机标模CHN-T1气动性能预测及可信度研究[J]. 王年华,常兴华,赵钟,马戎,张来平. 空气动力学学报. 2019(02)
[4]CHN-T1标模2.4米风洞气动特性试验研究[J]. 李强,刘大伟,许新,陈德华. 空气动力学学报. 2019(02)
[5]单通道客机气动标模CHN-T1设计[J]. 余永刚,周铸,黄江涛,牟斌,黄勇,王运涛. 空气动力学学报. 2018(03)
[6]DPW Ⅳ～DPW Ⅵ数值模拟技术综述[J]. 王运涛. 航空学报. 2018(04)
[7]HiLiftPW-1～HiLiftPW-3数值模拟技术综述[J]. 王运涛. 航空学报. 2018(07)
[8]飞行器气动外形设计方法研究与进展[J]. 高正红,王超. 空气动力学学报. 2017(04)
[9]DLR-F6/FX2B翼身组合体构型高阶精度数值模拟[J]. 王运涛,孟德虹,孙岩,张玉伦,李伟. 航空学报. 2016(02)
[10]DLR-F6翼身组合体的高阶精度数值模拟[J]. 王运涛,孙岩,王光学,张玉伦,李伟. 航空学报. 2015(09)
本文编号：3238068
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