【摘要】：伴隨著全球航空運輸業(yè)的快速發(fā)展,飛機(jī)失事事故也有發(fā)生,這對社會影響、航空公司和個人的損害都是相當(dāng)大的,其中,針對失事飛機(jī)的搜救和打撈更要消耗大量的人力和物力。為了調(diào)查和研究出飛機(jī)失事原因,關(guān)鍵要找到飛機(jī)的殘骸和黑匣子,由于失事航空器跌落在水中后受到水流等多種外界因素的影響,這給搜尋增加了很大難度。因此,通過不同技術(shù)方法進(jìn)行飛機(jī)水上迫降和水中跌落等方面的研究,較準(zhǔn)確地確定出飛機(jī)殘骸和黑匣子的跌落區(qū)域和散布規(guī)律,這將為海面失事航空器后續(xù)搜索和救援起到重要作用。本文針對主要使用計算流體力學(xué)(CFD)的方法,使用VOF方法對自由液面處理,將動網(wǎng)格與六自由度模型相結(jié)合,明渠模型防止自由液面崩潰,利用造波邊界進(jìn)行造波,對飛機(jī)在波浪下入水和水中跌落階段進(jìn)行仿真。首先,本文采用CFD的相關(guān)模型算法,對圓柱體水流中跌落進(jìn)行建模仿真,將結(jié)果與實驗相比較,證明了CFD方法以及相關(guān)模型的可靠性。然后,建立飛機(jī)波浪下入水和水中跌落模型,并且對飛機(jī)和水域的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。最后,對三種狀況下的飛機(jī)入水階段進(jìn)行仿真分析,對負(fù)俯仰角入水的工況進(jìn)行水中跌落狀況的分析。通過分析得到如下結(jié)論:1.CFD方法能夠做到對飛機(jī)波浪下的入水階段和水中跌落階段的仿真。2.飛機(jī)以8°的俯仰角、30m/s或者70m/s在波浪上進(jìn)行迫降,前者在與波浪接觸的時候產(chǎn)生的兩次載荷峰值,第一次大于第二次,后者會發(fā)生短暫“跳躍”現(xiàn)象,所產(chǎn)生的沖擊載荷大于第一次與波浪接觸的沖擊力。兩種速度機(jī)身下部受到的沖擊載荷最大,速度大的水平方向受到的沖擊力大,但豎直方向上的沖擊力相差不大。3.飛機(jī)以-30°和-90°負(fù)俯仰角跌入水中,會出現(xiàn)所受砰擊載荷雙峰值,第二次出現(xiàn)的載荷大于第一次的沖擊載荷,機(jī)翼部位受到的載荷最大。對水中跌落過程,剛開始飛機(jī)尾部受到波浪作用,產(chǎn)生俯仰力矩,-30°跌落的豎直方向速度會先減小后增大,-90°跌落的俯仰角會先增大后減小。最后根據(jù)跌落軌跡進(jìn)行擬合得到水中跌落軌跡方程。
【學(xué)位授予單位】：中國民用航空飛行學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：V328
【圖文】：

附加質(zhì)量示意圖

CFD分析結(jié)構(gòu)圖

自由液面變化圖

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 郭保東;劉沛清;屈秋林;;運輸機(jī)水上迫降和適航驗證技術(shù)的發(fā)展[J];國際航空;2010年03期

2 王永虎;吳志堅;胡威;李旦;;某型民機(jī)非計劃水上迫降動態(tài)行為分析[J];山東交通學(xué)院學(xué)報;2017年04期

3 李旦;;基于CCAR25部水上迫降條例的民機(jī)數(shù)值模擬技術(shù)[J];中國科技信息;2016年09期

4 吳世德;旅客機(jī)水上迫降動力模型試驗——適航標(biāo)準(zhǔn)驗證試驗之一[J];航空標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量;1987年02期

5 吳世德;田彬;;民用飛機(jī)水上迫降適航驗證程序的研究[J];民用飛機(jī)設(shè)計與研究;2007年03期

6 凱歌;;每一位基層警察都是一架空客A320機(jī)長[J];黃金時代;2018年04期

7 胡大勇;楊嘉陵;王贊平;魏教育;童亞斌;;某型飛機(jī)水上迫降數(shù)值化模型[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報;2008年12期

8 屈秋林;胡茗軒;郭昊;劉沛清;;整體運動網(wǎng)格法在飛機(jī)水上迫降模擬中的應(yīng)用[J];航空科學(xué)技術(shù);2015年11期

9 王明振;李新穎;左仔濱;唐彬彬;;固定翼飛機(jī)水上迫降漂浮特性計算方法研究[J];航空科學(xué)技術(shù);2015年04期

10 張韜;李書;江翔;趙金強(qiáng);;民用飛機(jī)水上迫降分析模型和數(shù)值仿真[J];南京航空航天大學(xué)學(xué)報;2010年03期

相關(guān)會議論文 前9條

1 劉沛清;屈秋林;郭保東;金鑫;吳佳莉;張純;;數(shù)值計算技術(shù)在航空器水上迫降中的應(yīng)用[A];第七屆全國流體力學(xué)學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2012年

2 王丑丑;吳宗成;;飛機(jī)水上迫降簡化模型數(shù)值模擬研究[A];中國力學(xué)大會-2015論文摘要集[C];2015年

3 蒲錦華;張科;魏飛;張家旭;;攝像測量技術(shù)在飛機(jī)模型水上迫降試驗中的應(yīng)用[A];2017年（第三屆）中國航空科學(xué)技術(shù)大會論文集（下冊）[C];2017年

4 胡文剛;袁勝_";王金亮;趙澤乾;;數(shù)值計算在某型機(jī)著水分析中的應(yīng)用[A];探索 創(chuàng)新 交流——第六屆中國航空學(xué)會青年科技論壇文集（上冊）[C];2014年

5 黃勇;李凱;徐文岷;;民用飛機(jī)水上迫降數(shù)水載荷預(yù)測方法研究[A];第十屆全國振動理論及應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集（2011）下冊[C];2011年

6 王永虎;胡威;;波音777-200ER飛機(jī)水上迫降分析和討論[A];第九屆全國流體力學(xué)學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2016年

7 王亞鋒;;飛機(jī)水上迫降的仿真分析研究[A];第二十二屆全國振動與噪聲應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集[C];2009年

8 黃勇;;民用飛機(jī)水上迫降數(shù)值模擬計算研究[A];第十屆全國振動理論及應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集（2011）下冊[C];2011年

9 黃曉霞;張憲政;馬常亮;歐陽逍;;方形箱體墜撞分析[A];2013年中國航空學(xué)會結(jié)構(gòu)強(qiáng)度專業(yè)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2013年

相關(guān)重要報紙文章 前2條

1 南航新疆分公司機(jī)長 姚永強(qiáng);現(xiàn)代科技 讓飛行越來越安全[N];中國民航報;2017年

2 雒海軍;商務(wù)部、財政部驗收“新舟”60近海飛行研究項目[N];中國航空報;2006年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 孫為民;民機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和水上迫降分析與應(yīng)用研究[D];南京航空航天大學(xué);2009年

2 孫旋;直升機(jī)水上迫降動力學(xué)問題研究[D];南京航空航天大學(xué);2016年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 林天龍;基于CFD的海面失事飛機(jī)水中跌落散布規(guī)律研究[D];中國民用航空飛行學(xué)院;2018年

2 劉翔;飛機(jī)水上迫降的運動特性分析和討論[D];武漢理工大學(xué);2012年

3 閆明;基于有限體積法的飛機(jī)水上迫降運動特性的數(shù)值研究[D];武漢理工大學(xué);2012年

4 朱曉艷;客機(jī)水上迫降強(qiáng)度數(shù)值分析[D];武漢理工大學(xué);2012年

5 閆家益;基于SPH方法的飛機(jī)水上迫降數(shù)值模擬研究[D];南京航空航天大學(xué);2012年

本文編號：2753820