涵道式垂直起降飛行器氣動(dòng)特性的CFD分析
本文關(guān)鍵詞:涵道式垂直起降飛行器氣動(dòng)特性的CFD分析
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【摘要】:兩棲飛行器是一種既可以在地面上行駛又可以在空中飛行的新型飛行器,本文描述的涵道式垂直起降飛行汽車就是兩棲飛行器的一種,由于它布局緊湊、前飛速度大、機(jī)動(dòng)能力強(qiáng)、噪音小的特點(diǎn),將來在城市交通、緊急救援、軍事運(yùn)輸?shù)确矫娑紝l(fā)揮重要的作用。關(guān)于飛行汽車的研究,涉及的領(lǐng)域主要包括:總體結(jié)構(gòu)布局、地面行駛系統(tǒng)、空中姿態(tài)控制、動(dòng)力系統(tǒng)等,涉及機(jī)構(gòu)學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)、信息化與自動(dòng)控制等諸多學(xué)科,是一項(xiàng)十分復(fù)雜的工程。本文主要內(nèi)容是涵道式垂直起降兩棲飛行器氣動(dòng)特性的CFD分析。作為前提和背景,本文簡(jiǎn)要介紹了兩棲飛行器的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,在以往研究的基礎(chǔ)上建立了飛行汽車三維模型,指出了基于CFD方法開展飛行汽車氣動(dòng)特性研究的可行性和重要意義。涵道螺旋槳是飛行汽車的推進(jìn)裝置,本文首先給定涵道螺旋槳的結(jié)構(gòu)參數(shù),建立三維模型,利用CFD方法研究結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)涵道螺旋槳?dú)鈩?dòng)性能的影響。在螺旋槳轉(zhuǎn)速一定的條件下,建立具有不同槳尖間隙、涵道唇口半徑、螺旋槳安裝位置、涵道擴(kuò)散角的仿真模型,分析單個(gè)參數(shù)對(duì)涵道系統(tǒng)升力特性的影響。其次,基于空氣動(dòng)力學(xué)原理與計(jì)算流體力學(xué)的方法,通過數(shù)值模擬仿真,對(duì)飛行汽車進(jìn)行空氣動(dòng)力學(xué)分析。研究飛行汽車在地面行駛時(shí)的空氣阻力,空中模式下的主涵道升力、推進(jìn)涵道的推動(dòng)力、車身俯仰力矩等氣動(dòng)性能,通過這些研究驗(yàn)證飛行汽車在這兩種工作模式下工作的可行性。最后,研究格柵翼不同厚度、弦長(zhǎng)、偏角和螺旋槳安裝位置對(duì)其氣動(dòng)特性的影響以及整個(gè)飛行汽車的操控特性,分析飛行汽車的滾轉(zhuǎn)、俯仰、偏航等運(yùn)動(dòng)特性,并確定了相關(guān)的結(jié)構(gòu)參數(shù)和飛行參數(shù)。
【關(guān)鍵詞】:飛行汽車 涵道螺旋槳 格柵翼 氣動(dòng)性能 CFD
【學(xué)位授予單位】:湘潭大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:V212.5
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-8
- 第1章 緒論8-16
- 1.1 研究目的和意義8-9
- 1.2 國(guó)內(nèi)外兩期飛行器研究情況9-14
- 1.2.1 非垂直起降兩棲飛行器9-12
- 1.2.2 垂直起降兩期飛行器12-14
- 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容14-16
- 第2章 飛行汽車總體結(jié)構(gòu)與計(jì)算模型16-27
- 2.1 總體結(jié)構(gòu)16-18
- 2.2 CFD的基本簡(jiǎn)介18-22
- 2.2.1 CFD的發(fā)展簡(jiǎn)介18-19
- 2.2.2 CFD的基本理論19
- 2.2.3 流動(dòng)控制方程19-22
- 2.3 計(jì)算模型22-26
- 2.3.1 動(dòng)力學(xué)模型22-24
- 2.3.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)模型24
- 2.3.3 空氣動(dòng)力學(xué)模型24-26
- 2.4 本章小節(jié)26-27
- 第3章 涵道螺旋槳的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)氣動(dòng)性能影響的分析27-37
- 3.1 引言27
- 3.2 涵道螺旋槳的升力特性27-28
- 3.3 涵道螺旋槳數(shù)值模擬計(jì)算28-36
- 3.3.1 物理模型28-29
- 3.3.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)涵道螺旋槳?dú)鈩?dòng)特性的影響分析29-36
- 3.4 本章小結(jié)36-37
- 第4章 涵道式垂直起降兩棲飛行器的氣動(dòng)特性分析37-49
- 4.1 引言37
- 4.2 飛行汽車的氣動(dòng)特性37-38
- 4.3 地面行駛模式的氣動(dòng)性能分析38-41
- 4.4 空中飛行模式的氣動(dòng)性能分析41-48
- 4.4.1 升力系統(tǒng)氣動(dòng)性能分析41-46
- 4.4.2 推進(jìn)系統(tǒng)氣動(dòng)性能分析46-47
- 4.4.3 主涵道與推進(jìn)涵道的互相作用47-48
- 4.5 本章小結(jié)48-49
- 第5章 格柵翼的氣動(dòng)性能及飛行汽車操控性能分析49-56
- 5.1 引言49
- 5.2 格柵翼氣動(dòng)特性49-53
- 5.2.1 格柵翼建模49-50
- 5.2.2 格柵翼氣動(dòng)性能研究50-51
- 5.2.3 上格柵翼的氣動(dòng)性能51
- 5.2.4 下格柵翼的氣動(dòng)性能51-53
- 5.3 飛行汽車的操控性能分析53-55
- 5.3.1 滾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)特性53-54
- 5.3.2 俯仰運(yùn)動(dòng)特性54-55
- 5.3.3 偏航運(yùn)動(dòng)特性55
- 5.4 本章小結(jié)55-56
- 第6章 總結(jié)和展望56-58
- 6.1 本文主要工作總結(jié)56-57
- 6.2 展望57-58
- 參考文獻(xiàn)58-60
- 致謝60-61
- 附錄A:攻讀碩士學(xué)位期間參與項(xiàng)目及發(fā)表論文61
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,本文編號(hào):650795
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