現(xiàn)代先進飛行器在大迎角、高機動飛行中,非定常繞流與運動之間常常會出現(xiàn)強烈的非線性耦合效應,從而可能誘發(fā)非指令的自激運動,導致飛行失控,危及飛行安全。傳統(tǒng)的采用常規(guī)風洞試驗及計算流體力學方法建立的準定常數(shù)據(jù)庫和氣動力模型在小迎角、附著流的研究中應用較多,也基本能夠滿足型號研制需求;但對于大迎角高機動飛行狀態(tài),將難以準確預測非定常氣動力和姿態(tài)的快速變化,需要在飛行器設計后期開展大量的飛行試驗,發(fā)現(xiàn)問題并修正前期設計方案,這樣將導致設計周期延長、研制費用增加,同時也增大了事故風險。近年來,出現(xiàn)了風洞虛擬飛行試驗技術和氣動/運動一體化數(shù)值計算技術,其共同特點是能夠在地面盡可能地模擬飛行器的真實飛行過程,實現(xiàn)空氣動力學/飛行力學/飛行控制的集成驗證,以填補風洞試驗與飛行試驗之間的鴻溝。通過將基于風洞的虛擬飛行試驗技術和耦合氣動/運動的一體化數(shù)值模擬技術有效結(jié)合運用,將有望在飛行器設計初期階段對氣動外形、結(jié)構(gòu)強度和控制系統(tǒng)進行更加全面的評估,減少后期飛行試驗的次數(shù),對加快航空武器的研發(fā)進度,降低研制成本,規(guī)避事故風險有著重大的意義。本文首先闡述了氣動/運動及集成飛行控制律的一體化計算方法,隨后針對... 

【文章來源】：中國空氣動力研究與發(fā)展中心四川省

【文章頁數(shù)】：102 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    §1.1 研究背景與意義
    §1.2 國內(nèi)外研究進展
        §1.2.1 風洞虛擬飛行試驗技術
        §1.2.2 耦合氣動/運動/控制的一體化數(shù)值模擬技術
    §1.3 本文研究工作
第二章 數(shù)值計算方法
    §2.1 非定常流場計算方法
        §2.1.1 流場控制方程
        §2.1.2 有限體積離散
        §2.1.3 空間離散與計算格式
        §2.1.4 時間離散
        §2.1.5 邊界條件
        §2.1.6 湍流模型
        §2.1.7 DES和DDES方法
        §2.1.8 氣動系數(shù)
        §2.1.9 其他方法
    §2.2 飛行力學方程計算方法
        §2.2.1 坐標系與姿態(tài)角定義
        §2.2.2 飛行力學方程
        §2.2.3 Adams預估-校正方法
    §2.3 氣動/運動耦合策略
    §2.4 動態(tài)網(wǎng)格方法
        §2.4.1 剛性動網(wǎng)格技術
        §2.4.2 基于超限插值的局部變形動網(wǎng)格方法
    §2.5 一體化計算流程及耦合過程的程序?qū)崿F(xiàn)
第三章 數(shù)值方法驗證
    §3.1 平板邊界層流動
        §3.1.1 層流平板邊界層流動
        §3.1.2 湍流平板邊界層流動
    §3.2 RAE2822翼型跨聲速流動
    §3.3 窄條翼導彈縱向氣動特性及舵效模擬
    §3.4 NACA0012翼型俯仰振蕩
    §3.5 NACA0015翼型深失速分離渦模擬
    §3.6 帶翼導彈標模動穩(wěn)定性預測
    §3.7 本章小結(jié)
第四章 導彈縱向機動中的氣動/運動耦合問題
    §4.1 2.4 米跨聲速風洞虛擬飛行試驗技術簡介
        §4.1.1 試驗風洞
        §4.1.2 虛擬飛行試驗平臺
        §4.1.3 試驗模型
        §4.1.4 試驗方法
    §4.2 開環(huán)控制單自由度俯仰運動狀態(tài)計算
    §4.3 閉環(huán)控制單自由度俯仰運動狀態(tài)計算
        §4.3.1 姿態(tài)角閉環(huán)控制
        §4.3.2 加速度閉環(huán)
    §4.4 導彈滾轉(zhuǎn)失穩(wěn)對縱向控制效果的影響研究
        §4.4.1 滾轉(zhuǎn)無控的多自由度耦合運動
        §4.4.2 解耦控制方法
    §4.5 本章小結(jié)
第五章 DDES方法在一體化計算中的應用
    §5.1 DES類方法的應用初探
    §5.2 計算模型與網(wǎng)格
    §5.3 典型狀態(tài)計算結(jié)果與分析
        §5.3.1 大迎角非定常流動數(shù)值模擬
        §5.3.2 翼/體搖滾數(shù)值模擬
    §5.4 翼體搖滾的流動機理分析
    §5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
致謝
參考文獻


【參考文獻】：
期刊論文
[1]虛擬飛行中氣動、運動和控制耦合的數(shù)值模擬技術[J]. 張來平,馬戎,常興華,趙鐘,赫新.  力學進展. 2014(00)
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[3]基于預估校正和嵌套網(wǎng)格的虛擬飛行數(shù)值模擬[J]. 達興亞,陶洋,趙忠良.  航空學報. 2012(06)
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[8]空空導彈近距格斗發(fā)射技術與攻擊方式發(fā)展[J]. 劉紀文,劉琰.  航空科學技術. 2008(03)
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[10]后掠三角翼的搖滾及其動態(tài)演化問題[J]. 張涵信,劉偉,謝昱飛,葉友達.  空氣動力學學報. 2006(01)

博士論文
[1]風洞虛擬飛行試驗相似準則和模擬方法研究[D]. 李浩.中國空氣動力研究與發(fā)展中心 2012

碩士論文
[1]飛行器俯仰運動及其舵面控制數(shù)值模擬研究[D]. 陳琦.中國空氣動力研究與發(fā)展中心 2009



本文編號：3171593