先進(jìn)概念戰(zhàn)斗機(jī)氣動(dòng)性能飛發(fā)一體初步研究
發(fā)布時(shí)間:2021-09-24 12:50
飛發(fā)一體化是現(xiàn)代以及未來戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)展的必然趨勢。一體化的目的是研究飛機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)的相互影響,以期減小不利影響,獲得最優(yōu)的飛機(jī)/發(fā)動(dòng)機(jī)匹配。對于未來先進(jìn)概念戰(zhàn)斗機(jī)與無人機(jī),發(fā)動(dòng)機(jī)背負(fù)式安裝與布局是主流趨勢。這種發(fā)動(dòng)機(jī)安裝與布局方式在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)與戰(zhàn)斗機(jī)的流場特性相互干擾與影響更為復(fù)雜,一體化的要求更高。本文基于一維流路分析、CFD數(shù)值模擬以及優(yōu)化等技術(shù),對一類未來概念戰(zhàn)斗機(jī)飛發(fā)一體化的氣動(dòng)性能進(jìn)行了初步的探究。首先,參考國內(nèi)外先進(jìn)概念戰(zhàn)斗機(jī)與無人機(jī)的設(shè)計(jì)特征,初步建立了飛機(jī)的三維幾何造型,并根據(jù)飛機(jī)對發(fā)動(dòng)機(jī)推力的要求,編寫了混合排氣渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)性能計(jì)算程序,確定了發(fā)動(dòng)機(jī)特征截面性能參數(shù)與推進(jìn)系統(tǒng)流路的基本尺寸;針對所采用的“C”形進(jìn)口的超聲速進(jìn)氣道進(jìn)行了設(shè)計(jì),編寫了相應(yīng)的幾何造型設(shè)計(jì)程序,并且為了改善啟動(dòng)特征,對進(jìn)氣道進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì);采用了近似幾何方法,編寫了噴管設(shè)計(jì)程序,獲得了氣動(dòng)性能相對較優(yōu)的噴管。其次,基于CFD數(shù)值模擬,對原始飛機(jī)模型氣動(dòng)性能進(jìn)行了初步研究,分析了原始飛機(jī)模型的升力、阻力特性。針對原始飛機(jī)模型阻力較大的后體部分,編寫了原始飛機(jī)幾何模型修改程序,并基...
【文章來源】:南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:85 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
圖表清單
注釋表
第一章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 國內(nèi)外進(jìn)展
1.3 目前存在的問題
1.4 本文主要研究內(nèi)容
第二章 數(shù)值計(jì)算方法及優(yōu)化方法
2.1 數(shù)值計(jì)算方法
2.1.1 基本方程
2.1.2 湍流模型
2.1.3 邊界條件及初始條件
2.1.4 收斂準(zhǔn)則
2.2 計(jì)算網(wǎng)格
2.3 優(yōu)化理論與方法
2.3.1 優(yōu)化方法與算法
2.3.2 優(yōu)化軟件 ISIGHT
2.4 性能參數(shù)定義
第三章 飛機(jī)外形及發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣設(shè)計(jì)
3.1 概述
3.2 飛機(jī)三維造型設(shè)計(jì)
3.2.1 飛機(jī)總體設(shè)計(jì)方法簡述
3.2.2 飛機(jī)總體設(shè)計(jì)步驟
3.3 發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)性能計(jì)算
3.3.1 計(jì)算方法
3.3.2 計(jì)算步驟
3.4 發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道與噴管設(shè)計(jì)
3.4.1 噴管三維造型設(shè)計(jì)
3.4.2 進(jìn)氣道三維造型設(shè)計(jì)
3.5 本章小結(jié)
第四章 飛機(jī)氣動(dòng)性能分析與優(yōu)化
4.1 概述
4.2 結(jié)構(gòu)網(wǎng)格與非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格計(jì)算結(jié)果與對比
4.2.1 幾何建模
4.2.2 計(jì)算網(wǎng)格生成
4.2.3 邊界條件
4.2.4 計(jì)算結(jié)果對比
4.3 原始飛機(jī)設(shè)計(jì)狀態(tài)氣動(dòng)性能分析
4.4 飛機(jī)幾何造型優(yōu)化
4.5 本章小結(jié)
第五章 動(dòng)力初步安裝下飛發(fā)一體化氣動(dòng)性能分析
5.1 概述
5.2 進(jìn)氣道與噴管一體化安裝方式
5.3 計(jì)算網(wǎng)格與計(jì)算方法
5.4 戰(zhàn)斗機(jī)/發(fā)動(dòng)機(jī)一體化性能分析
5.4.1 動(dòng)力安裝對戰(zhàn)斗機(jī)氣動(dòng)性能的影響
5.4.2 戰(zhàn)斗機(jī)對發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)氣動(dòng)性能的影響
5.5 本章小結(jié)
第六章 動(dòng)力安裝位置對飛發(fā)一體化氣動(dòng)性能的影響
6.1 概述
6.2 計(jì)算網(wǎng)格與計(jì)算方法
6.3 動(dòng)力安裝位置變化對飛發(fā)一體化氣動(dòng)性能的影響
6.3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)安裝氣動(dòng)性能
6.3.2 動(dòng)力安裝位置變化與飛發(fā)一體化氣動(dòng)性能的相互干擾
6.4 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
7.1 總結(jié)
7.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]GE90-115B發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)分析[J]. 陳光,邱明星. 航空發(fā)動(dòng)機(jī). 2013(03)
[2]翼/短艙/吊架氣動(dòng)特性及其動(dòng)力影響數(shù)值研究[J]. 李強(qiáng),汪明生. 航空動(dòng)力學(xué)報(bào). 2012(07)
[3]基于直接數(shù)值模擬的可壓縮湍流模型評估和改進(jìn)[J]. 李新亮,傅德薰,馬延文. 力學(xué)學(xué)報(bào). 2012(02)
[4]一種進(jìn)氣道內(nèi)激波/邊界層干擾控制的新方法及其流動(dòng)機(jī)理[J]. 張悅,譚慧俊,張啟帆,程代姝. 宇航學(xué)報(bào). 2012(02)
[5]融合體型機(jī)身大攻角流動(dòng)結(jié)構(gòu)及特性研究[J]. 田偉,鄧學(xué)鎣,王延奎,范國磊,董超. 中國科學(xué):技術(shù)科學(xué). 2010(08)
[6]大攻角細(xì)長旋成體非對稱渦組合擾動(dòng)控制的數(shù)值研究[J]. 馮峰,柳陽,孫德軍. 空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào). 2010(04)
[7]無隔道超聲速進(jìn)氣道/前機(jī)身一體化計(jì)算與試驗(yàn)[J]. 李博,梁德旺. 航空學(xué)報(bào). 2009(09)
[8]超聲速進(jìn)氣道喉部附面層抽吸[J]. 嚴(yán)紅明,鐘兢軍,韓吉昂,馮子明,于洋. 推進(jìn)技術(shù). 2009(02)
[9]Bump進(jìn)氣道設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[J]. 楊應(yīng)凱. 空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào). 2007(03)
[10]大攻角流動(dòng)的非定常特性分析[J]. 王元靖,范召林,呂全洲,賀中,吳軍強(qiáng). 空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào). 2007(02)
博士論文
[1]大攻角非對稱流動(dòng)機(jī)理與雷諾數(shù)效應(yīng)研究[D]. 王元靖.中國空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心 2008
碩士論文
[1]Bump進(jìn)氣道的機(jī)理與設(shè)計(jì)規(guī)律研究[D]. 蔡樂.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[2]附面層吸入式進(jìn)氣道主動(dòng)流動(dòng)控制研究[D]. 陳健華.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
本文編號(hào):3407784
【文章來源】:南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:85 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
圖表清單
注釋表
第一章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 國內(nèi)外進(jìn)展
1.3 目前存在的問題
1.4 本文主要研究內(nèi)容
第二章 數(shù)值計(jì)算方法及優(yōu)化方法
2.1 數(shù)值計(jì)算方法
2.1.1 基本方程
2.1.2 湍流模型
2.1.3 邊界條件及初始條件
2.1.4 收斂準(zhǔn)則
2.2 計(jì)算網(wǎng)格
2.3 優(yōu)化理論與方法
2.3.1 優(yōu)化方法與算法
2.3.2 優(yōu)化軟件 ISIGHT
2.4 性能參數(shù)定義
第三章 飛機(jī)外形及發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣設(shè)計(jì)
3.1 概述
3.2 飛機(jī)三維造型設(shè)計(jì)
3.2.1 飛機(jī)總體設(shè)計(jì)方法簡述
3.2.2 飛機(jī)總體設(shè)計(jì)步驟
3.3 發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)性能計(jì)算
3.3.1 計(jì)算方法
3.3.2 計(jì)算步驟
3.4 發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道與噴管設(shè)計(jì)
3.4.1 噴管三維造型設(shè)計(jì)
3.4.2 進(jìn)氣道三維造型設(shè)計(jì)
3.5 本章小結(jié)
第四章 飛機(jī)氣動(dòng)性能分析與優(yōu)化
4.1 概述
4.2 結(jié)構(gòu)網(wǎng)格與非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格計(jì)算結(jié)果與對比
4.2.1 幾何建模
4.2.2 計(jì)算網(wǎng)格生成
4.2.3 邊界條件
4.2.4 計(jì)算結(jié)果對比
4.3 原始飛機(jī)設(shè)計(jì)狀態(tài)氣動(dòng)性能分析
4.4 飛機(jī)幾何造型優(yōu)化
4.5 本章小結(jié)
第五章 動(dòng)力初步安裝下飛發(fā)一體化氣動(dòng)性能分析
5.1 概述
5.2 進(jìn)氣道與噴管一體化安裝方式
5.3 計(jì)算網(wǎng)格與計(jì)算方法
5.4 戰(zhàn)斗機(jī)/發(fā)動(dòng)機(jī)一體化性能分析
5.4.1 動(dòng)力安裝對戰(zhàn)斗機(jī)氣動(dòng)性能的影響
5.4.2 戰(zhàn)斗機(jī)對發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)氣動(dòng)性能的影響
5.5 本章小結(jié)
第六章 動(dòng)力安裝位置對飛發(fā)一體化氣動(dòng)性能的影響
6.1 概述
6.2 計(jì)算網(wǎng)格與計(jì)算方法
6.3 動(dòng)力安裝位置變化對飛發(fā)一體化氣動(dòng)性能的影響
6.3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)安裝氣動(dòng)性能
6.3.2 動(dòng)力安裝位置變化與飛發(fā)一體化氣動(dòng)性能的相互干擾
6.4 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
7.1 總結(jié)
7.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]GE90-115B發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)分析[J]. 陳光,邱明星. 航空發(fā)動(dòng)機(jī). 2013(03)
[2]翼/短艙/吊架氣動(dòng)特性及其動(dòng)力影響數(shù)值研究[J]. 李強(qiáng),汪明生. 航空動(dòng)力學(xué)報(bào). 2012(07)
[3]基于直接數(shù)值模擬的可壓縮湍流模型評估和改進(jìn)[J]. 李新亮,傅德薰,馬延文. 力學(xué)學(xué)報(bào). 2012(02)
[4]一種進(jìn)氣道內(nèi)激波/邊界層干擾控制的新方法及其流動(dòng)機(jī)理[J]. 張悅,譚慧俊,張啟帆,程代姝. 宇航學(xué)報(bào). 2012(02)
[5]融合體型機(jī)身大攻角流動(dòng)結(jié)構(gòu)及特性研究[J]. 田偉,鄧學(xué)鎣,王延奎,范國磊,董超. 中國科學(xué):技術(shù)科學(xué). 2010(08)
[6]大攻角細(xì)長旋成體非對稱渦組合擾動(dòng)控制的數(shù)值研究[J]. 馮峰,柳陽,孫德軍. 空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào). 2010(04)
[7]無隔道超聲速進(jìn)氣道/前機(jī)身一體化計(jì)算與試驗(yàn)[J]. 李博,梁德旺. 航空學(xué)報(bào). 2009(09)
[8]超聲速進(jìn)氣道喉部附面層抽吸[J]. 嚴(yán)紅明,鐘兢軍,韓吉昂,馮子明,于洋. 推進(jìn)技術(shù). 2009(02)
[9]Bump進(jìn)氣道設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[J]. 楊應(yīng)凱. 空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào). 2007(03)
[10]大攻角流動(dòng)的非定常特性分析[J]. 王元靖,范召林,呂全洲,賀中,吳軍強(qiáng). 空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào). 2007(02)
博士論文
[1]大攻角非對稱流動(dòng)機(jī)理與雷諾數(shù)效應(yīng)研究[D]. 王元靖.中國空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心 2008
碩士論文
[1]Bump進(jìn)氣道的機(jī)理與設(shè)計(jì)規(guī)律研究[D]. 蔡樂.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[2]附面層吸入式進(jìn)氣道主動(dòng)流動(dòng)控制研究[D]. 陳健華.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
本文編號(hào):3407784
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