臨近空間高超聲速滑翔機(jī)動(dòng)飛行器是當(dāng)前飛行器研制的一個(gè)重要發(fā)展方向,其機(jī)動(dòng)飛行時(shí)具有如下特征：第一,由于飛行器需作滾動(dòng)、側(cè)滑、俯仰等機(jī)動(dòng)動(dòng)作,它誘發(fā)周圍的空氣流動(dòng)是非定常的,因此飛行器的運(yùn)動(dòng)和流動(dòng)是強(qiáng)耦合的,與此相關(guān)的氣動(dòng)力、氣動(dòng)熱、流場(chǎng)的計(jì)算模擬以及實(shí)驗(yàn)都是動(dòng)態(tài)的、耦合的非線性問題。第二,當(dāng)飛行器進(jìn)行有攻角飛行時(shí),背風(fēng)面和局部的物面折轉(zhuǎn)處通常會(huì)出現(xiàn)非定常流動(dòng)分離。什么是流動(dòng)的非定常分離?它的性狀與定常流動(dòng)分離有何不同?它對(duì)飛行器的力、熱及運(yùn)動(dòng)特征會(huì)產(chǎn)生怎樣的影響?這些是需要研究的新問題。第三,在飛行過程中,希望飛行器的運(yùn)動(dòng)是穩(wěn)定的和可控的,需要解決穩(wěn)定和控制的耦合問題。因此,開展滑翔機(jī)動(dòng)飛行的研究,要發(fā)展新的計(jì)算流體力學(xué)（CFD）的方法、新的實(shí)驗(yàn)方法和測(cè)量技術(shù)。同時(shí)也需要解決出現(xiàn)的兩個(gè)重要理論問題：（1）什么是非定常流動(dòng)的分離?（2）如何建立飛行器非線性動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的分析方法。本文就滑翔機(jī)動(dòng)飛行中遇到的這兩個(gè)問題進(jìn)行了分析,發(fā)展了相關(guān)的理論和方法。非定常流動(dòng)分離研究的主要內(nèi)容是：流動(dòng)在何時(shí),何地發(fā)生分離與再附,分離線和再附線如何描述以及空間流態(tài)的發(fā)展情況如何?非定常流動(dòng)分離可分為勻速運(yùn)動(dòng)... 

【文章來源】：中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心四川省

【文章頁(yè)數(shù)】：141 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．?１?Ｘ－４３Ａ高超聲速飛行器?圖１．２戰(zhàn)斗機(jī)況流結(jié)構(gòu)示意圖??

平衡化學(xué)反應(yīng)的修正方程。其力、力矩系數(shù)不能再用飛機(jī)的靜、動(dòng)導(dǎo)數(shù)公式，應(yīng)??該用實(shí)驗(yàn)或數(shù)值計(jì)算求解。這就要求建立一個(gè)數(shù)值解為主的非線性穩(wěn)定性分析??體系。這一情況也促使我們研究臨近空間飛行的穩(wěn)定性。ＨＴＶ－２（圖１．３促美國(guó)正??在研制的高超聲速滑翔機(jī)動(dòng)飛行器，圖１．４給出了?ＨＴＶ－２的飛行軌跡圖，它的第??－次試驗(yàn)失敗就是因?yàn)槔痣A段的滾動(dòng)發(fā)散問題Ｗ，可見人們對(duì)臨近空間飛行的??穩(wěn)定性還沒有認(rèn)識(shí)的很清楚。??綜上所述，弄清楚什么是非定常的流動(dòng)分離，給出其流動(dòng)分離的判則、分離??的性狀及建立臨近空間飛行的穩(wěn)定性分析方法有重要學(xué)術(shù)Ｗ及工程應(yīng)用價(jià)值。??接下來回顧這兩方面已有的工作。??Ｆ？ｒ？ｂｏ＾?ｖｏｒｔｋＭ??＾?ｐ＊ｎ？ｔｔ＊ｐ？ｆｉ６ｏｎ?ｔ?巧魔＾??獻(xiàn)：??圖１．?１?Ｘ－４３Ａ高超聲速飛行器?圖１．２戰(zhàn)斗機(jī)況流結(jié)構(gòu)示意圖??…／溫微．?＇－等??１＾＾?．、?Ａ?Ｓｖｉ?…，…Ｌ?－?一？＇?■??ｔ：—．．＇一Ａ?義—一——…―＇…－１??圖１．３?ＨＴＶ－２高超聲速飛行器?圖１．４�。郑灿�(jì)劃的飛行軌跡圖??§１．２分離流動(dòng)的研究進(jìn)展??分離流動(dòng)在本質(zhì)上是粘性流動(dòng)和非粘性流動(dòng)互相干擾的一類復(fù)雜流動(dòng)。由于??分離面這一自由剪切層在有些流動(dòng)中將不斷地卷起、形成和發(fā)展成流場(chǎng)中的旋??２??

壓梯度的阻滯，如果沒有足夠大的動(dòng)量維持繼續(xù)沿物面運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)就有可能停止??下來并在０點(diǎn)突然離開物面，其下游出現(xiàn)回流區(qū)，則稱流動(dòng)出現(xiàn)了分離。０點(diǎn)??叫做分離點(diǎn)，把來流和回流分開的流線ＯＡ叫做分離線，如圖１．５。??夢(mèng)腎－聲－－??＾？?＿＿？??巧?—＾???？??Ａ?０?Ｓ??圖１．５?Ｐｒａｎｄｔｌｅ分離模式??此后，許多學(xué)者為建立判別Ｈ維定常分離的模式進(jìn)行了廣泛深入的研究。代??表性的工作是ＭａｓｋｄｌＷ的包絡(luò)模式和Ｌｉｇｈ化ｉｌｌ［７慚流線模式。包絡(luò)模式認(rèn)為分離??線是兩側(cè)極限流線的包絡(luò)�；谒鸵荒Ｊ�，Ｍａｓｋｅｌｌ將所觀察到的分離流動(dòng)分成??了泡式分離和自由禍?zhǔn)椒蛛x。Ｌｉｇｈｔｈｉｌｌ流線模式認(rèn)為分離線是一條流線，也是附??近其它極限流線的漸近線，它開始于鞍點(diǎn)型奇點(diǎn)，終止于分離結(jié)點(diǎn)。隨后，一些??研究將拓?fù)浞治龇椒ê蛣?dòng)力系統(tǒng)理論用于表面摩擦力模式的分析中。值得指出的??是，ｈｕｎｔＷ獲得了Ｈ維流動(dòng)上關(guān)于拓?fù)淦纥c(diǎn)的數(shù)目和類型的限制條件。Ｐｅａｋｅ?＆??Ｔｏｂａｋ［９］引用結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性理論和分叉理論來描述不同條件下的表面摩擦力模式的??變化。與這些研究不同，Ｋ．Ｃ．ＷａｎｇＩｉ０Ｗｉ］認(rèn)為表面摩擦力線的收斂不一定起源于??鞍點(diǎn)。并提出了開式分離的概念，認(rèn)為分離點(diǎn)可Ｗ從一個(gè)正常點(diǎn)開始Ｗ。作為一??個(gè)新的發(fā)展

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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本文編號(hào)：3593326