本文關(guān)鍵詞：超聲速氣球傘氣動(dòng)性能研究

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【摘要】：相比于常規(guī)降落傘,氣球傘具有超音速下性能好、耐高溫、質(zhì)量輕、負(fù)載大、發(fā)射成本低、可靠性高等優(yōu)點(diǎn),但是對(duì)氣球傘的研究成果卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于常規(guī)降落傘系統(tǒng),而國內(nèi)對(duì)于氣球傘的研究還基本處于待起步階段。本文首先通過文獻(xiàn)調(diào)研,整理了某型氣球傘的風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù),并通過數(shù)值模擬對(duì)阻力系數(shù)和傘衣表面的壓力分布進(jìn)行了對(duì)比,結(jié)果顯示阻力系數(shù)變化趨勢一致,表面壓力分布吻合良好,證明了數(shù)值模擬的正確性和有效性。其次,對(duì)氣球傘的繞流流場進(jìn)行了流場結(jié)構(gòu)、密度場、溫度場和氣球傘氣動(dòng)性能的分析,數(shù)值結(jié)果表明擾流環(huán)對(duì)前體(載荷體)的流場影響有限,主要影響氣球傘周圍流場,傘衣表面擾流環(huán)前方會(huì)出現(xiàn)壓力的躍升,研究表明擾流環(huán)結(jié)構(gòu)能很好地改善跨聲速及亞聲速氣球傘的穩(wěn)定性。然后對(duì)不同結(jié)構(gòu)尺寸下的氣球傘開展了流場計(jì)算,研究了前體流場及吊掛距離對(duì)氣球傘氣動(dòng)性能及流場結(jié)構(gòu)的影響,分析了擾流環(huán)結(jié)構(gòu)直徑大小對(duì)氣球傘超聲速氣動(dòng)性能的影響,結(jié)果表明擾流環(huán)對(duì)阻力系數(shù)的影響隨著氣球傘外形包絡(luò)線不同而不同。最后通過等張力面理論和高超聲速牛頓流體壓力分布理論,開展了等張力面型氣球傘的初步設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了在缺少風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)情況下氣球傘外形包絡(luò)線的設(shè)計(jì),并結(jié)合本文擾流環(huán)對(duì)氣動(dòng)性能的研究成果進(jìn)行了擾流環(huán)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本文總結(jié)的氣球傘數(shù)值研究結(jié)果及等張力面型氣球傘設(shè)計(jì)方法不僅對(duì)氣球傘的設(shè)計(jì)和分析有一定的指導(dǎo)作用,對(duì)超聲速再入(進(jìn)入)減速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也有一定借鑒作用。
【關(guān)鍵詞】：氣球傘 數(shù)值研究 設(shè)計(jì) 等張力面 氣動(dòng)性能 擾流環(huán) 流場結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V445.23
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 注釋表10-11
• 第一章 緒論11-23
• 1.1 引言11-14
• 1.1.1 充氣氣動(dòng)減速器概述11
• 1.1.2 充氣氣動(dòng)減速器的應(yīng)用11-14
• 1.2 充氣氣動(dòng)減速器的發(fā)展歷程14-18
• 1.3 充氣氣動(dòng)減速器的研究現(xiàn)狀18-22
• 1.3.1 試驗(yàn)研究18-20
• 1.3.2 數(shù)值研究20-22
• 1.4 本文的主要研究工作22-23
• 第二章 流場數(shù)值計(jì)算理論基礎(chǔ)23-31
• 2.1 理論模型23-29
• 2.1.1 控制方程23-25
• 2.1.2 湍流模型25-29
• 2.1.3 邊界條件29
• 2.2 數(shù)值離散方法29-30
• 2.3 本章小結(jié)30-31
• 第三章 氣球傘氣動(dòng)性能研究數(shù)值驗(yàn)證31-36
• 3.1 驗(yàn)證對(duì)象31-32
• 3.2 數(shù)值模型32-34
• 3.2.1 計(jì)算域與網(wǎng)格32-33
• 3.2.2 計(jì)算格式設(shè)置33-34
• 3.3 數(shù)值結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果比較34-35
• 3.4 本章小結(jié)35-36
• 第四章 拖尾式氣球傘氣動(dòng)性能分析36-46
• 4.1 流場結(jié)構(gòu)36-39
• 4.1.1 氣球傘及載荷系統(tǒng)的壓力場特征36-38
• 4.1.2 氣球傘及載荷系統(tǒng)的速度場特征38-39
• 4.2 氣動(dòng)性能分析39-40
• 4.3 密度場特征40-41
• 4.4 溫度場特征41-43
• 4.5 跨聲速及亞聲速下擾流環(huán)對(duì)穩(wěn)定性的影響43-44
• 4.6 本章小結(jié)44-46
• 第五章 氣球傘系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)氣動(dòng)性能影響研究46-53
• 5.1 分析對(duì)象46-47
• 5.2 前體流場特性分析47-49
• 5.3 拖曳距離對(duì)氣球傘流場及氣動(dòng)性能的影響49-51
• 5.4 擾流環(huán)大小對(duì)超聲速氣球傘氣動(dòng)性能的影響51-52
• 5.5 本章小結(jié)52-53
• 第六章 等張力面型氣球傘初步設(shè)計(jì)53-60
• 6.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)53
• 6.2 設(shè)計(jì)理論53-57
• 6.2.1 等張力面理論53-57
• 6.2.2 壓力分布理論57
• 6.3 設(shè)計(jì)結(jié)果57-59
• 6.4 本章小結(jié)59-60
• 第七章 總結(jié)與展望60-62
• 7.1 總結(jié)60-61
• 7.2 展望61-62
• 參考文獻(xiàn)62-69
• 致謝69-70
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文70

【相似文獻(xiàn)】

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1 陳瀟;超聲速氣球傘氣動(dòng)性能研究[D];南京航空航天大學(xué);2015年

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本文編號(hào)：1115407