本文關(guān)鍵詞：高速風(fēng)洞條帶懸掛支撐干擾特性及機理分析研究

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【摘要】：條帶懸掛支撐具有對模型外形破壞少、縱向剛度強、試驗精準度高等優(yōu)點,是大型飛機風(fēng)洞試驗的理想支撐方式。目前,國內(nèi)在2.4米跨聲速風(fēng)洞已建立條帶懸掛內(nèi)式支撐試驗技術(shù),深入開展條帶支撐干擾特性及流動機理研究,對推動該試驗技術(shù)的型號應(yīng)用和提高我國大型飛機的研制水平具有重要意義。本文以Ty154標模為對象,采用風(fēng)洞試驗和數(shù)值模擬兩種方法,研究了條帶懸掛內(nèi)式支撐的干擾特性及其產(chǎn)生機理。風(fēng)洞試驗采用尾支撐進行,通過模擬有、無條帶獲取條帶支撐的干擾量。為解決試驗中模型抖動劇烈,“假動帶”與模型頻繁碰撞的問題,研制了高縱向剛度的特殊尾支撐,成功獲取了條帶支撐干擾的試驗結(jié)果。數(shù)值方法原理與風(fēng)洞試驗類似,通過模擬有無、條帶得到條帶支撐的干擾量。數(shù)值方法通過求解基于雷諾平均的N-S方程實現(xiàn),空間離散選用二階Roe格式,時間項應(yīng)用LU-SGS方法,采用S-A湍流模式。由于試驗?zāi)Ｐ团c條帶支撐的相對位置隨迎角變化,需要在每個迎角下生成一套計算網(wǎng)格。為提高網(wǎng)格生成效率,.首次將基于結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的嵌套網(wǎng)格方法應(yīng)用于條帶支撐干擾的研究。此外,應(yīng)用該方法,本文還對Ty154標模的其它幾種組合支撐方式進行了數(shù)值模擬。通過對Ty154標模條帶支撐干擾風(fēng)洞試驗和數(shù)值模擬結(jié)果的綜合分析,可得到以下研究結(jié)論：1.Ty154標模風(fēng)洞試驗和數(shù)值方法得到的條帶干擾量規(guī)律一致、量值相當；在馬赫數(shù)M≤0.90,迎角α≤6°時,條帶支撐對Ty154標模氣動特性影響較小,與尾部支撐和腹部支撐相比,條帶懸掛支撐干擾量小的優(yōu)勢非常明顯�？傮w來說,在小迎角下,.受條帶支撐影響,升力系數(shù)略有降低、阻力系數(shù)略有提高,并產(chǎn)生一個小的抬頭力矩,較大迎角時,干擾規(guī)律出現(xiàn)一定隨機性。在亞聲速及低跨聲速時,條帶支撐干擾量隨馬赫數(shù)變化較小,在近聲速時干擾量增大,影響規(guī)律復(fù)雜。2.動、定帶對模型的干擾作用相互獨立。在小迎角下,全機阻力和俯仰力矩干擾量主要由動帶貢獻；在迎角較大時,整體干擾量主要由定帶產(chǎn)生。動帶干擾主要作用在前機身對稱面上,對試驗結(jié)果造成一個抬頭力矩。定帶干擾主要作用在后機身、翼根后緣及平尾前緣,使機翼后緣壓力略微升高,但對全機氣動力結(jié)果影響有限,對平尾前緣的干擾量值較小,但對全機俯仰力矩干擾量有較大貢獻。3.模型前機身開槽的影響區(qū)域限于動帶機身連接處附近,干擾較小,對Ty154標模的整體氣動特性影響很小。定帶的轉(zhuǎn)軸會增加定帶對模型機身、機翼的干擾,部分抵消整體條帶對俯仰力矩的干擾量。4.在設(shè)計試驗方案時,若使動帶位置靠后、定帶位置靠近機身可減小條帶的支撐干擾影響。5.條帶懸掛支撐成功應(yīng)用于某大型飛機的風(fēng)洞試驗中,試驗結(jié)果與尾支撐方式相關(guān)性較好。此外,由于條帶支撐剛度較高,在預(yù)測模型分離迎角及試驗中作為輔助支撐方式扣除尾支撐干擾方面具有一定優(yōu)勢。
【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：中國空氣動力研究與發(fā)展中心
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V211.74
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符號和縮略詞說明11-12
• 第一章 引言12-24
• §1.1 研究背景12-16
• §1.1.1 大型飛機氣動問題的研究方法12-13
• §1.1.2 風(fēng)洞試驗常用支撐形式13-14
• §1.1.3 張線/條帶支撐系統(tǒng)14-15
• §1.1.4 條帶懸掛支撐干擾研究意義15-16
• §1.2 國內(nèi)外發(fā)展及研究現(xiàn)狀16-22
• §1.2.1 支撐干擾的修正方法研究現(xiàn)狀16-17
• §1.2.2. 條帶/張線支撐及其干擾特性研究現(xiàn)狀17-21
• §1.2.3 前人研究工作的不足21
• §1.2.4 論文研究難點21-22
• §1.3 本文主要工作內(nèi)容22-24
• 第二章 試驗方法24-36
• §2.1 試驗?zāi)Ｐ图帮L(fēng)洞24-26
• §2.2 支撐方式26-28
• §2.3 天平及測試設(shè)備28-29
• §2.4 試驗數(shù)據(jù)處理及修正29-31
• §2.4.1 試驗狀態(tài)29
• §2.4.2 試驗數(shù)據(jù)處理29
• §2.4.3 支撐干擾修正方法29-31
• §2.5 試驗數(shù)據(jù)精準度分析31-36
• §2.5.1 試驗數(shù)據(jù)精度分析31-32
• §2.5.2 試驗數(shù)據(jù)準確性分析32-36
• 第三章 數(shù)值模擬方法及有效性驗證36-58
• §3.1 控制方程及求解方法36-43
• §3.1.1 控制方程36-38
• §3.1.2 數(shù)值離散方法38-41
• §3.1.3 湍流模型41-43
• §3.1.4 邊界條件43
• §3.2 網(wǎng)格劃分43-49
• §3.2.1 重疊/嵌套網(wǎng)格方法44-46
• §3.2.2 Ty154標模的網(wǎng)格劃分46-49
• §3.3 支撐干擾計算49-50
• §3.3.1 干擾量計算方法49
• §3.3.2 數(shù)值模擬狀態(tài)49-50
• §3.4 數(shù)值方法有效性驗證50-58
• §3.4.1 ONERA-M6機翼算例驗證50-54
• §3.4.2 Ty154標模數(shù)值模擬結(jié)果驗證54-58
• 第四章 條帶支撐干擾特性及機理分析58-96
• §4.1 條帶支撐干擾特性58-62
• §4.1.1 試驗與數(shù)值模擬結(jié)果對比分析58-61
• §4.1.2. 條帶支撐干擾量隨馬赫數(shù)變化規(guī)律61-62
• §4.2 條帶支撐干擾機理研究62-85
• §4.2.1 動、定帶干擾間耦合關(guān)系研究62-64
• §4.2.2 動、定帶干擾特點分析64-66
• §4.2.3 動帶干擾機理66-69
• §4.2.4 定帶干擾機理69-78
• §4.2.5 較大迎角情況下干擾機理78-81
• §4.2.6 較高馬赫數(shù)條件下干擾機理81-85
• §4.3 細節(jié)模擬對條帶支撐干擾的影響研究85-92
• §4.3.1 機身開槽影響86-89
• §4.3.2 定帶轉(zhuǎn)軸影響89-92
• §4.4. 條帶支撐與其它支撐方式干擾特點的對比研究92-94
• §4.5 本章小結(jié)94-96
• 第五章 條帶支撐的優(yōu)化探索及應(yīng)用96-110
• §5.1 減少條帶支撐干擾的一些探索96-103
• §5.1.1 動帶縱向安裝位置影響研究96-99
• §5.1.2 定帶縱向安裝位置影響研究99-101
• §5.1.3 定帶橫向安裝位置影響研究101-103
• §5.2 條帶支撐的試驗應(yīng)用103-105
• §5.3 條帶支撐應(yīng)用于尾支撐干擾試驗的探索研究105-108
• §5.3.1 尾支撐干擾扣除方法105-106
• §5.3.2 數(shù)值結(jié)果對比106-108
• §5.4 本章小結(jié)108-110
• 第六章 結(jié)束語110-112
• 參考文獻112-116
• 作者簡介116
• 作者在學(xué)期間取得的學(xué)術(shù)成果116-118
• 致謝118

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1 李強;高速風(fēng)洞條帶懸掛支撐干擾特性及機理分析研究[D];中國空氣動力研究與發(fā)展中心;2015年

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本文編號：1099921