本文關(guān)鍵詞：高超聲速粘性干擾效應(yīng)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)方法研究

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【摘要】：高超聲速流動中,粘性干擾效應(yīng)對飛行器氣動性能具有顯著影響。受地面風洞試驗?zāi)芰蜏y試技術(shù)水平的限制,目前無法準確模擬粘性干擾效應(yīng)作用下的氣動力特性。本文以粘性干擾效應(yīng)作用下風洞試驗數(shù)據(jù)與飛行數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)方法研究為主線,應(yīng)用理論研究、風洞試驗與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法開展了三部分工作:(1)高超聲速氣動力試驗不確定度評估方法研究;(2)粘性干擾效應(yīng)模擬準則與方法研究;(3)粘性干擾效應(yīng)及關(guān)聯(lián)參數(shù)研究等。主要工作和研究成果如下:(1)針對常規(guī)高超聲速風洞、激波風洞和高超聲速低密度風洞的設(shè)備特性與氣動力試驗特點,辨識出高超聲速氣動力試驗中的主要誤差源,對氣動力試驗中多種重復性試驗情形建立了誤差源分析與傳遞方法;明確了高超聲速氣動力試驗不確定度分析過程中需要校準的系統(tǒng)以及校準原則,并建立了傳感器的校準、使用過程中不確定度評估與傳遞方法。針對常規(guī)高超聲速風洞、高超聲速低密度風洞和激波風洞氣動力測量試驗建立了統(tǒng)一的不確定度評估方法,為高超聲速風洞試驗的氣動力數(shù)據(jù)提供適用的數(shù)據(jù)質(zhì)量評估方法。(2)結(jié)合尺度化方法開展了粘性干擾效應(yīng)模擬準則與方法研究,分析了尺度化的流動控制方程中相似準則的物理意義,建立了分析高超聲速氣動力試驗中相似準則影響權(quán)重的方法,提出了粘性干擾效應(yīng)在流動控制方程中的基本形式,為開展粘性干擾效應(yīng)的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)研究奠定了理論基礎(chǔ)。(3)基于氣動力試驗?zāi)M準則的研究成果,提出了“流動方程中剪切粘性力所耗損的機械能組成項表征了高超聲速粘性干擾現(xiàn)象”的觀點,并得到了粘性干擾效應(yīng)作用下關(guān)聯(lián)參數(shù)的基本表現(xiàn)形式,結(jié)合升力體模型與尖錐外形的氣動力試驗數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬結(jié)果驗證了關(guān)聯(lián)參數(shù)基本形式的有效性與適用性。目前國內(nèi)外通用的粘性干擾效應(yīng)關(guān)聯(lián)參數(shù)均具有該基本形式的演變形式,現(xiàn)有的參數(shù)是基于工程方法和大量的試驗數(shù)據(jù)發(fā)展起來的,關(guān)聯(lián)參數(shù)基本形式的提出為目前幾類通用的粘性干擾效應(yīng)關(guān)聯(lián)參數(shù)提供了理論支持。(4)在試驗數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬結(jié)果的基礎(chǔ)上,提出了一種粘性干擾效應(yīng)作用下地面風洞試驗數(shù)據(jù)與飛行數(shù)據(jù)之間的組合關(guān)聯(lián)參數(shù),應(yīng)用該組合參數(shù)能夠比目前其它關(guān)聯(lián)參數(shù)更理想的將等溫壁條件下的地面風洞試驗數(shù)據(jù)與絕熱壁(和等溫壁)飛行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)起來,并結(jié)合尖錐模型的氣動力特性數(shù)據(jù)驗證了組合關(guān)聯(lián)參數(shù)的有效性。在此基礎(chǔ)上,討論了以基本形式為基礎(chǔ)的關(guān)聯(lián)參數(shù)在粘性干擾效應(yīng)作用下對不同氣動外形的飛行器的適用性問題。
【關(guān)鍵詞】：粘性干擾 數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián) 高超聲速流動 相似準則 升力體
【學位授予單位】：中國空氣動力研究與發(fā)展中心
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V211.74
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 符號和縮略詞說明8-14
• 第一章 引言14-26
• §1.1 研究背景14-19
• §1.2 國內(nèi)外情況與研究現(xiàn)狀19-23
• §1.3 論文結(jié)構(gòu)與主要工作23-26
• 第二章 試驗與數(shù)值計算方案26-36
• §2.1 試驗?zāi)Ｐ?/span>26
• §2.2 試驗研究方案26-31
• §2.2.1 試驗設(shè)備27-30
• §2.2.2 測試技術(shù)30
• §2.2.3 流場條件與試驗狀態(tài)30-31
• §2.3 數(shù)值模擬方法與驗證31-33
• §2.4 數(shù)據(jù)處理方法33-36
• 第三章 高超聲速氣動力試驗不確定度分析方法36-52
• §3.1 引言36-37
• §3.2 被測變量的不確定度分析方法37-38
• §3.3 測量變量不確定度向試驗結(jié)果的傳遞38-39
• §3.4 氣動力試驗的不確定度方法39-47
• §3.4.1 高超聲速氣動力試驗的誤差源39-40
• §3.4.2 需校準的系統(tǒng)與校準原則40-41
• §3.4.3 模型姿態(tài)角測量的不確定度評估方法41-43
• §3.4.4 天平校準過程的不確定度評估方法43-45
• §3.4.5 壓力傳感器校準過程的不確定度45-47
• §3.4.6 流場參數(shù)與氣動力系數(shù)不確定度計算方法47
• §3.5 算例47-50
• §3.5.1 FD-20A高超聲速風洞升力體模型氣動力試驗不確定度評估47-48
• §3.5.2 誤差源對不確定度水平的影響48-50
• §3.6 本章小結(jié)50-52
• 第四章 粘性干擾效應(yīng)模擬準則與方法研究52-65
• §4.1 尺度化方法52-53
• §4.2 流動控制方程的尺度化53-58
• §4.2.1 N-S方程的尺度化54-56
• §4.2.2 邊界層方程的尺度化56-58
• §4.3 算例58-62
• §4.4 討論62-64
• §4.5 本章小結(jié)64-65
• 第五章 粘性干擾效應(yīng)及關(guān)聯(lián)參數(shù)研究65-97
• §5.1 引言65
• §5.2 粘性干擾效應(yīng)關(guān)聯(lián)參數(shù)研究65-96
• §5.2.1 關(guān)聯(lián)參數(shù)的推導65-69
• §5.2.2 地面風洞試驗數(shù)據(jù)與飛行數(shù)據(jù)的相關(guān)性研究69-92
• §5.2.3 聯(lián)合關(guān)聯(lián)參數(shù)的討論92-94
• §5.2.4 關(guān)聯(lián)參數(shù)的適用性問題討論94-96
• §5.3 本章小結(jié)96-97
• 第六章 結(jié)束語97-100
• §6.1 工作總結(jié)97-98
• §6.2 主要創(chuàng)新點98
• §6.3 研究展望98-100
• 致謝100-101
• 參考文獻101-107
• 附錄A 高超聲速氣動力試驗流場參數(shù)與氣動力系數(shù)不確定度估算方法的推導107-127
• 附錄B 原始數(shù)據(jù)127-131
• 附錄C 個人簡介131-132
• 攻讀博士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況：132

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 龔安龍;周偉江;紀楚群;楊云軍;;高超聲速粘性干擾效應(yīng)相關(guān)性研究[J];宇航學報;2008年06期

2 李維東;韓漢橋;陳文龍;王發(fā)民;;考慮高空粘性干擾效應(yīng)的乘波體氣動性能工程預(yù)測方法研究[J];宇航學報;2011年06期

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5 金生,李椿萱;計算三維粘性／無粘性干擾流動的準聯(lián)立分區(qū)算法[J];航空學報;1996年06期

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7 ;[J];;年期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王剛;高超聲速粘性干擾效應(yīng)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)方法研究[D];中國空氣動力研究與發(fā)展中心;2016年

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本文編號：571052