本文關(guān)鍵詞：基于FLUENT的飛行器氣動特性仿真研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：飛行器的氣動特性及所受到的空氣動力與飛行器外形結(jié)構(gòu)和主要部件的布局密切相關(guān)。能夠體現(xiàn)飛行器的飛行特征以及性能指標(biāo)。為了研究相關(guān)初始條件的改變對于氣動特性的影響以及控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)是否滿足實際需求,論文基于某型號飛行器對其氣動特性利用Fluent進行了氣動仿真與分析,在此基礎(chǔ)上采用MATLAB對控制系統(tǒng)的相關(guān)特性否進行了仿真分析和驗證。論文分析了飛行器在空間運動過程中的力學(xué)環(huán)境,定義了飛行器空間運動的相關(guān)坐標(biāo)系以便將復(fù)雜的空間運動進行簡化研究,并給出了坐標(biāo)系之間相互轉(zhuǎn)換方式；分析了在空間運功過程中作用在飛行器上的力和氣動力矩與相應(yīng)的飛行器氣動參數(shù)之間的相互關(guān)系。根據(jù)相關(guān)理論知識對飛行器的飛行運動進行簡化并建立對應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,分析了飛行器運動方程組的相關(guān)方程,利用小擾動理論化簡并得到了最終的飛行器空間擾動運動方程。然后采用Gambit對飛行器進行物理建模,根據(jù)具體的項目要求確定了飛行器計算區(qū)域以及網(wǎng)格劃分。分析了計算模型對于飛行器數(shù)值仿真的影響,選取合適的計算模型和湍流模型利用Fluent對飛行器進行了氣動仿真計算,針對仿真結(jié)果進行數(shù)據(jù)分析并得出了飛行器的氣動特性隨相關(guān)初始條件改變的變換規(guī)律。在合理假定相關(guān)條件的情況下,根據(jù)飛行器的氣動特性數(shù)據(jù)和飛行器控制系統(tǒng)數(shù)據(jù),將飛行器的擾動運動拆分為縱向擾動運動和側(cè)向擾動運動,同時采取系數(shù)凍結(jié)法推理出了飛行器在俯仰回路以及偏航回路的傳遞函數(shù)。通過設(shè)置相關(guān)初始條件對飛行器的縱向擾動運動的穩(wěn)定性進行了推理與分析。對系統(tǒng)的舵回路的傳遞函數(shù)進行了分析并確定了相應(yīng)的參數(shù)。將所確定的舵回路引入縱向控制系統(tǒng)并利用MATLAB優(yōu)化工具箱對飛行器的俯仰回路和高度回路進行了優(yōu)化處理。仿真結(jié)果說明,所設(shè)計的飛行器的電動舵系統(tǒng)和縱向控制系統(tǒng)都達到了時域和頻域的性能要求,可以應(yīng)用在飛行器控制系統(tǒng)中。
【關(guān)鍵詞】：飛行器 空氣動力 物理建模 氣動仿真 控制系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：西安工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V211
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-13
• 1.1 課題的研究背景和意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 論文研究的主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排11-13
• 2 飛行器空間運動建模13-25
• 2.1 飛行器力學(xué)環(huán)境分析13-14
• 2.1.1 速度坐標(biāo)系Ox_3y_3z_313
• 2.1.2 彈體坐標(biāo)系Ox_1y_1z_113-14
• 2.1.3 速度坐標(biāo)系與彈體坐標(biāo)系的關(guān)聯(lián)14
• 2.2 空氣動力14-15
• 2.3 氣動力矩15-17
• 2.3.1 俯仰力矩15-16
• 2.3.2 偏航力矩16
• 2.3.3 滾轉(zhuǎn)力矩16-17
• 2.4 飛行器運動建模的基礎(chǔ)17-19
• 2.4.1 地面坐標(biāo)系A(chǔ)xyz17
• 2.4.2 彈道坐標(biāo)系Ox_2y_2z_217
• 2.4.3 坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換矩陣17-19
• 2.5 飛行器的運動方程組的建立19-25
• 3 基于Fluent的物理建模與仿真分析25-34
• 3.1 飛行器氣動特性的一般研究方法25-26
• 3.2 飛行器的物理建模26-27
• 3.3 計算區(qū)域網(wǎng)格劃分27-28
• 3.4 飛行器氣動特性分析28-29
• 3.5 飛行器氣動特性計算29-30
• 3.6 氣動仿真及分析30-34
• 4 飛行器的動態(tài)特性分析34-46
• 4.1 飛行器擾動運動的特性34-35
• 4.2 飛行器空間運動方程的線性處理35-40
• 4.2.1 飛行器空間運動方程線性處理方法36-39
• 4.2.2 擾動運動的分解39-40
• 4.3 飛行器的縱向動態(tài)特性分析40-46
• 4.3.1 飛行器縱向擾動方程的處理40-41
• 4.3.2 飛行器運動穩(wěn)定性研究41-42
• 4.3.3 飛行器縱向擾動運動分析42-46
• 5 舵系統(tǒng)控制模塊的分析研究46-56
• 5.1 電動舵機的構(gòu)成以及原理47-48
• 5.2 舵系統(tǒng)的模型構(gòu)建48-56
• 5.2.1 飛行器舵回路的研發(fā)準(zhǔn)則48-49
• 5.2.2 舵系統(tǒng)傳遞函數(shù)的性能分析49-52
• 5.2.3 舵系統(tǒng)參數(shù)的選擇方法及動態(tài)特性52-56
• 6 飛行器縱向控制回路分析與研究56-68
• 6.1 縱向控制回路運行機制56-57
• 6.2 縱向運動的傳遞函數(shù)57-59
• 6.2.1 飛行器縱向傳遞函數(shù)57-58
• 6.2.2 縱向運動結(jié)構(gòu)圖58-59
• 6.3 縱向控制回路設(shè)計59-68
• 6.3.1 縱向控制回路結(jié)構(gòu)圖59-60
• 6.3.2 俯仰角控制回路參數(shù)的設(shè)定60-63
• 6.3.3 校正裝置的確定63
• 6.3.4 校正后角回路分析63-65
• 6.3.5 高度控制回路的研究與設(shè)計65-68
• 7 總結(jié)與展望68-69
• 參考文獻69-72
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文72-73
• 致謝73-75

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 龐英良;宋衛(wèi)東;楊曉霖;;基于Fluent的末制導(dǎo)炮彈初始段氣動仿真[J];兵工自動化;2009年02期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 張鵬;基于VxWorks的無人直升機操縱控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D];南京航空航天大學(xué);2007年

2 劉萍;基于某型導(dǎo)彈的航跡規(guī)劃與地形匹配技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2007年

3 劉巍;重復(fù)使用助推器多源導(dǎo)航信息容錯技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：基于FLUENT的飛行器氣動特性仿真研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：417415