飛機(jī)油箱內(nèi)燃油在油箱壁面的運(yùn)動下將發(fā)生晃動,晃動的燃油又沖擊油箱壁面使壁面發(fā)生變形,這種飛機(jī)油箱壁面與燃油晃動相互耦合的問題便是飛機(jī)油箱晃動問題,是典型的流固耦合問題。飛機(jī)油箱晃動問題對飛機(jī)油箱結(jié)構(gòu)的安全性和飛行操控性都有著重大影響,尤其在飛機(jī)執(zhí)行空間機(jī)動飛行時(shí),機(jī)動過程中飛機(jī)將產(chǎn)生大過載,油箱在承受燃油晃動沖擊的同時(shí)還承受大過載慣性力的作用,這種情況下的飛機(jī)油箱晃動問題更加復(fù)雜,因此對機(jī)動飛行過程中的飛機(jī)油箱晃動流固耦合問題進(jìn)行研究具有重要意義。飛機(jī)油箱晃動流固耦合問題在求解燃油晃動流場特征的同時(shí)還要求解油箱結(jié)構(gòu)的動態(tài)響應(yīng),涉及到流體和固體的求解,考慮到計(jì)算流體力學(xué)在求解流體特征方面的優(yōu)勢和有限元法在求解固體響應(yīng)方面的特長,本文聯(lián)合有限元軟件ABAQUS與計(jì)算流體力學(xué)軟件Star-CCM+進(jìn)行大過載機(jī)動飛行過程中的飛機(jī)油箱晃動流固耦合動力學(xué)分析,以某型飛機(jī)整體油箱為研究對象對半滾倒轉(zhuǎn)和正常盤旋兩種機(jī)動飛行下的燃油晃動特征和油箱結(jié)構(gòu)響應(yīng)進(jìn)行了相應(yīng)探究。經(jīng)過對計(jì)算方法的驗(yàn)證和對比,證明本文方法可用于飛機(jī)油箱晃動流固耦合問題的研究,并且采用單向流固耦合方法更為合適。半滾倒轉(zhuǎn)油箱晃動分析結(jié)果... 

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展
        1.2.1 液體晃動問題
        1.2.2 液體晃動理論研究
        1.2.3 液體晃動實(shí)驗(yàn)研究
        1.2.4 液體晃動數(shù)值研究
        1.2.5 油箱晃動流固耦合研究
    1.3 本文研究內(nèi)容
第二章 油箱晃動流固耦合分析基礎(chǔ)
    2.1 流體控制方程
        2.1.1 連續(xù)性方程
        2.1.2 動量方程
        2.1.3 能量方程
    2.2 固體控制方程
        2.2.1 固體運(yùn)動基本方程
        2.2.2 動力學(xué)方程
    2.3 液固交界面
    2.4 湍流模型
        2.4.1 雷諾平均納維斯托克斯方程
        2.4.2 雷諾平均納維斯托克斯模型
    2.5 流體體積法
    2.6 本章小結(jié)
第三章 算法驗(yàn)證及整體油箱模型
    3.1 算法簡介
        3.1.1 聯(lián)合仿真
        3.1.2 單向和雙向流固耦合
    3.2 算法驗(yàn)證
        3.2.1 驗(yàn)證模型建立
        3.2.2 結(jié)果對比
        3.2.3 算法驗(yàn)證小結(jié)
    3.3 整體油箱模型
        3.3.1 幾何模型
        3.3.2 結(jié)構(gòu)域模型
        3.3.3 流體域模型
    3.4 本章小結(jié)
第四章 半滾倒轉(zhuǎn)飛機(jī)油箱晃動分析
    4.1 模型建立
        4.1.1 邊界條件
        4.1.2 網(wǎng)格無關(guān)性分析
        4.1.3 計(jì)算模型
    4.2 流體域分析
        4.2.1 燃油晃動形態(tài)
        4.2.2 流場壓力
    4.3 結(jié)構(gòu)域分析
        4.3.1 蒙皮受力
        4.3.2 蒙皮應(yīng)變
        4.3.3 框架應(yīng)力
        4.3.4 位移
    4.4 充液率的影響
        4.4.1 流場
        4.4.2 結(jié)構(gòu)
    4.5 本章小結(jié)
第五章 正常盤旋飛機(jī)油箱晃動分析
    5.1 模型建立
        5.1.1 計(jì)算模型
        5.1.2 邊界條件
    5.2 流體域分析
    5.3 結(jié)構(gòu)域分析
        5.3.1 蒙皮受力
        5.3.2 蒙皮應(yīng)變
        5.3.3 框架應(yīng)力
        5.3.4 位移
    5.4 充液率的影響
        5.4.1 流場
        5.4.2 結(jié)構(gòu)
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 全文工作總結(jié)
    6.2 后續(xù)工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]無人機(jī)發(fā)射過程燃油晃動分析[J]. 王力,謝輝,張琳.  航空科學(xué)技術(shù). 2016(01)
[3]導(dǎo)彈油箱燃油晃動仿真分析[J]. 唐浩,徐建,朱建輝,童明波.  無線互聯(lián)科技. 2015(03)
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[6]飛機(jī)副油箱液體晃動動力學(xué)分析[J]. 劉富,童明波,趙宏韜.  航空計(jì)算技術(shù). 2011(03)
[7]部分充液罐車動力學(xué)特性的數(shù)值模擬與分析[J]. 劉小民,許運(yùn)賓.  西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(06)
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碩士論文
[1]基于ALE有限元法的飛機(jī)整體油箱燃油晃動特性研究[D]. 楊瑞.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]飛機(jī)油箱晃動流固耦合動力學(xué)研究[D]. 黃愉太.華南理工大學(xué) 2015



本文編號：3671883