本文關(guān)鍵詞：基于FLUENT的飛行器氣動(dòng)特性仿真研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：飛行器的氣動(dòng)特性及所受到的空氣動(dòng)力與飛行器外形結(jié)構(gòu)和主要部件的布局密切相關(guān)。能夠體現(xiàn)飛行器的飛行特征以及性能指標(biāo)。為了研究相關(guān)初始條件的改變對(duì)于氣動(dòng)特性的影響以及控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)是否滿足實(shí)際需求,論文基于某型號(hào)飛行器對(duì)其氣動(dòng)特性利用Fluent進(jìn)行了氣動(dòng)仿真與分析,在此基礎(chǔ)上采用MATLAB對(duì)控制系統(tǒng)的相關(guān)特性否進(jìn)行了仿真分析和驗(yàn)證。論文分析了飛行器在空間運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的力學(xué)環(huán)境,定義了飛行器空間運(yùn)動(dòng)的相關(guān)坐標(biāo)系以便將復(fù)雜的空間運(yùn)動(dòng)進(jìn)行簡(jiǎn)化研究,并給出了坐標(biāo)系之間相互轉(zhuǎn)換方式；分析了在空間運(yùn)功過(guò)程中作用在飛行器上的力和氣動(dòng)力矩與相應(yīng)的飛行器氣動(dòng)參數(shù)之間的相互關(guān)系。根據(jù)相關(guān)理論知識(shí)對(duì)飛行器的飛行運(yùn)動(dòng)進(jìn)行簡(jiǎn)化并建立對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,分析了飛行器運(yùn)動(dòng)方程組的相關(guān)方程,利用小擾動(dòng)理論化簡(jiǎn)并得到了最終的飛行器空間擾動(dòng)運(yùn)動(dòng)方程。然后采用Gambit對(duì)飛行器進(jìn)行物理建模,根據(jù)具體的項(xiàng)目要求確定了飛行器計(jì)算區(qū)域以及網(wǎng)格劃分。分析了計(jì)算模型對(duì)于飛行器數(shù)值仿真的影響,選取合適的計(jì)算模型和湍流模型利用Fluent對(duì)飛行器進(jìn)行了氣動(dòng)仿真計(jì)算,針對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析并得出了飛行器的氣動(dòng)特性隨相關(guān)初始條件改變的變換規(guī)律。在合理假定相關(guān)條件的情況下,根據(jù)飛行器的氣動(dòng)特性數(shù)據(jù)和飛行器控制系統(tǒng)數(shù)據(jù),將飛行器的擾動(dòng)運(yùn)動(dòng)拆分為縱向擾動(dòng)運(yùn)動(dòng)和側(cè)向擾動(dòng)運(yùn)動(dòng),同時(shí)采取系數(shù)凍結(jié)法推理出了飛行器在俯仰回路以及偏航回路的傳遞函數(shù)。通過(guò)設(shè)置相關(guān)初始條件對(duì)飛行器的縱向擾動(dòng)運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性進(jìn)行了推理與分析。對(duì)系統(tǒng)的舵回路的傳遞函數(shù)進(jìn)行了分析并確定了相應(yīng)的參數(shù)。將所確定的舵回路引入縱向控制系統(tǒng)并利用MATLAB優(yōu)化工具箱對(duì)飛行器的俯仰回路和高度回路進(jìn)行了優(yōu)化處理。仿真結(jié)果說(shuō)明,所設(shè)計(jì)的飛行器的電動(dòng)舵系統(tǒng)和縱向控制系統(tǒng)都達(dá)到了時(shí)域和頻域的性能要求,可以應(yīng)用在飛行器控制系統(tǒng)中。
【關(guān)鍵詞】：飛行器 空氣動(dòng)力 物理建模 氣動(dòng)仿真 控制系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：西安工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V211
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-13
• 1.1 課題的研究背景和意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 論文研究的主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排11-13
• 2 飛行器空間運(yùn)動(dòng)建模13-25
• 2.1 飛行器力學(xué)環(huán)境分析13-14
• 2.1.1 速度坐標(biāo)系Ox_3y_3z_313
• 2.1.2 彈體坐標(biāo)系Ox_1y_1z_113-14
• 2.1.3 速度坐標(biāo)系與彈體坐標(biāo)系的關(guān)聯(lián)14
• 2.2 空氣動(dòng)力14-15
• 2.3 氣動(dòng)力矩15-17
• 2.3.1 俯仰力矩15-16
• 2.3.2 偏航力矩16
• 2.3.3 滾轉(zhuǎn)力矩16-17
• 2.4 飛行器運(yùn)動(dòng)建模的基礎(chǔ)17-19
• 2.4.1 地面坐標(biāo)系A(chǔ)xyz17
• 2.4.2 彈道坐標(biāo)系Ox_2y_2z_217
• 2.4.3 坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換矩陣17-19
• 2.5 飛行器的運(yùn)動(dòng)方程組的建立19-25
• 3 基于Fluent的物理建模與仿真分析25-34
• 3.1 飛行器氣動(dòng)特性的一般研究方法25-26
• 3.2 飛行器的物理建模26-27
• 3.3 計(jì)算區(qū)域網(wǎng)格劃分27-28
• 3.4 飛行器氣動(dòng)特性分析28-29
• 3.5 飛行器氣動(dòng)特性計(jì)算29-30
• 3.6 氣動(dòng)仿真及分析30-34
• 4 飛行器的動(dòng)態(tài)特性分析34-46
• 4.1 飛行器擾動(dòng)運(yùn)動(dòng)的特性34-35
• 4.2 飛行器空間運(yùn)動(dòng)方程的線性處理35-40
• 4.2.1 飛行器空間運(yùn)動(dòng)方程線性處理方法36-39
• 4.2.2 擾動(dòng)運(yùn)動(dòng)的分解39-40
• 4.3 飛行器的縱向動(dòng)態(tài)特性分析40-46
• 4.3.1 飛行器縱向擾動(dòng)方程的處理40-41
• 4.3.2 飛行器運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性研究41-42
• 4.3.3 飛行器縱向擾動(dòng)運(yùn)動(dòng)分析42-46
• 5 舵系統(tǒng)控制模塊的分析研究46-56
• 5.1 電動(dòng)舵機(jī)的構(gòu)成以及原理47-48
• 5.2 舵系統(tǒng)的模型構(gòu)建48-56
• 5.2.1 飛行器舵回路的研發(fā)準(zhǔn)則48-49
• 5.2.2 舵系統(tǒng)傳遞函數(shù)的性能分析49-52
• 5.2.3 舵系統(tǒng)參數(shù)的選擇方法及動(dòng)態(tài)特性52-56
• 6 飛行器縱向控制回路分析與研究56-68
• 6.1 縱向控制回路運(yùn)行機(jī)制56-57
• 6.2 縱向運(yùn)動(dòng)的傳遞函數(shù)57-59
• 6.2.1 飛行器縱向傳遞函數(shù)57-58
• 6.2.2 縱向運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)圖58-59
• 6.3 縱向控制回路設(shè)計(jì)59-68
• 6.3.1 縱向控制回路結(jié)構(gòu)圖59-60
• 6.3.2 俯仰角控制回路參數(shù)的設(shè)定60-63
• 6.3.3 校正裝置的確定63
• 6.3.4 校正后角回路分析63-65
• 6.3.5 高度控制回路的研究與設(shè)計(jì)65-68
• 7 總結(jié)與展望68-69
• 參考文獻(xiàn)69-72
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文72-73
• 致謝73-75

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 龐英良;宋衛(wèi)東;楊曉霖;;基于Fluent的末制導(dǎo)炮彈初始段氣動(dòng)仿真[J];兵工自動(dòng)化;2009年02期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 張鵬;基于VxWorks的無(wú)人直升機(jī)操縱控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];南京航空航天大學(xué);2007年

2 劉萍;基于某型導(dǎo)彈的航跡規(guī)劃與地形匹配技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2007年

3 劉巍;重復(fù)使用助推器多源導(dǎo)航信息容錯(cuò)技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：基于FLUENT的飛行器氣動(dòng)特性仿真研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：417415