針對(duì)混合飛艇體積巨大同時(shí)氣動(dòng)外形復(fù)雜使得現(xiàn)有條件的風(fēng)洞試驗(yàn)很難精確測(cè)量其氣動(dòng)性能的問(wèn)題,開(kāi)展了適用于混合飛艇氣動(dòng)性能分析的計(jì)算流體力學(xué)（CFD）的數(shù)值分析方法研究�？紤]混合飛艇低速大雷諾數(shù)的特點(diǎn),將變分多尺度方法 （VMS）與動(dòng)態(tài)Smagorinsky大渦模擬（LES）模型相結(jié)合,提出了組合的VMSLES湍流模型。將基于RANS方法和LES方法的其他三種湍流模型相對(duì)比,利用雷諾數(shù)相近、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)豐富的6:1長(zhǎng)橢球飛艇對(duì)不同的湍流模型進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證。結(jié)果顯示LES方法預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好,優(yōu)于RANS方法,并能顯示更多流動(dòng)細(xì)節(jié),而組合的VMS-LES模型能夠更精確地捕獲實(shí)驗(yàn)研究中觀察到的二次渦。利用組合的VMS-LES模型對(duì)有翼HAV與多囊瓣HAV進(jìn)行了氣動(dòng)性能分析,并研究了不同部件對(duì)飛艇氣動(dòng)特性的影響。結(jié)果表明,由于尾翼表面產(chǎn)生的一次渦與二次渦相互作用,尾翼在增加氣動(dòng)升力的同時(shí)也增加了阻力。 

【文章來(lái)源】：無(wú)人系統(tǒng)技術(shù). 2020,3(01)

【文章頁(yè)數(shù)】：10 頁(yè)

【部分圖文】：

0 攻角升力系數(shù)曲線

混合飛艇（Hybrid Air Vehicle,HAV）是一種集輕于空氣（LTA）與重于空氣（HTA）的飛行器于一體的特殊飛行器[1]，如圖1所示。HAV最突出的優(yōu)勢(shì)在于它同時(shí)兼顧機(jī)動(dòng)性和載重性于一身[2]，在貨物運(yùn)輸領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用前景[3-4]。HAV設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于協(xié)調(diào)靜浮力與氣動(dòng)升力之間的關(guān)系[5]，因此高升阻比氣動(dòng)外形設(shè)計(jì)至關(guān)重要。然而，HAV氣動(dòng)性能研究尚存在一系列難題。作為一種數(shù)百米尺寸的大型飛行器，HAV的雷諾數(shù)可達(dá)到107～108，但與其他常規(guī)飛行器相比，速度卻低很多。由于雷諾數(shù)的升高，HAV邊界層由層流變?yōu)橥牧鱗6-7]，因此現(xiàn)有條件下的風(fēng)洞試驗(yàn)很難精確模擬和測(cè)量其氣動(dòng)性能。但利用計(jì)算流體力學(xué)（Computational Fluid Dynamics,CFD）的數(shù)值方法相對(duì)更精確[8]，其精確性取決于所選取的仿真模型的適用性。將HTA與LTA飛行器結(jié)合的概念可追溯到1960年[9]。早期關(guān)于HAV的研究主要集中于探索設(shè)計(jì)的可行性，直到SkyCat于2000年首飛[10-12]。近年來(lái)，越來(lái)越多關(guān)于HAV的問(wèn)題被研究。Donaldson A等[13]推出了可用于混合升力飛行器參數(shù)化設(shè)計(jì)的程序。Agte J等[14]總結(jié)了HAV概念設(shè)計(jì)的前期工作。Tensys設(shè)計(jì)小組開(kāi)發(fā)了有限元分析工具對(duì)HAV進(jìn)行建模[15]。Carichner G E等[16]參考傳統(tǒng)飛艇的設(shè)計(jì)方法對(duì)HAV進(jìn)行了詳細(xì)的性能和設(shè)計(jì)分析。此外，中國(guó)和法國(guó)也進(jìn)行了關(guān)于新型載重飛艇的聯(lián)合設(shè)計(jì)研發(fā)。

本文研究的有翼HAV及多囊瓣HAV均基于概念設(shè)計(jì)參數(shù)。通過(guò)對(duì)比分析研究了雷諾數(shù)106～107條件下HAV周圍氣流的三維流動(dòng)。兩種HAV的幾何模型及其參數(shù)如圖2所示。為了進(jìn)行比較，兩種飛艇中部構(gòu)型基本相同。將多囊瓣HAV兩側(cè)囊瓣替換為艇翼即為有翼HAV。2.3 網(wǎng)格生成

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]飛艇大攻角繞流氣動(dòng)特性模擬及湍流模型與參數(shù)影響研究[J]. 吳小翠,王一偉,黃晨光,杜特專,于嫻嫻,廖麗涓.  工程力學(xué). 2014(08)



本文編號(hào)：3315104