本文關(guān)鍵詞：基于CFD的分布式變后掠翼身組合體氣動(dòng)研究

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【摘要】：變后掠機(jī)翼設(shè)計(jì)以及最優(yōu)變后掠規(guī)律是變后掠翼技術(shù)研究的關(guān)鍵點(diǎn),為了在保持變后掠翼飛機(jī)氣動(dòng)效益的同時(shí)提高其穩(wěn)定性,本文設(shè)計(jì)了一種分布式變后掠翼身組合體模型,基于CFD數(shù)值方法計(jì)算了其寬廣速域的氣動(dòng)特性,與傳統(tǒng)的整體式變后掠翼身組合體氣動(dòng)特性對(duì)比驗(yàn)證了其優(yōu)越性,在數(shù)值模擬結(jié)果的基礎(chǔ)上結(jié)合遺傳算法全局尋優(yōu),得到了升阻比最佳的最優(yōu)變后掠規(guī)律,并驗(yàn)證了合理性。具體研究?jī)?nèi)容如下:首先,提出了變后掠翼身組合體假設(shè),在這基礎(chǔ)上進(jìn)一步明確了總體設(shè)計(jì)要求和主要部件(變后掠機(jī)翼)設(shè)計(jì)要求,在CATIA平臺(tái)完成了變后掠翼身組合體的三維模型構(gòu)建,得到了包括整體式變后掠與分布式變后掠兩組6個(gè)變后掠翼身組合體三維模型,為氣動(dòng)仿真與數(shù)值模擬準(zhǔn)備好了參數(shù)化模型。然后,利用GAMBIT對(duì)翼身組合體模型進(jìn)行計(jì)算網(wǎng)格的詳細(xì)劃分,設(shè)置邊界條件,在FLUENT中完成數(shù)值模擬,并將計(jì)算結(jié)果后處理,縱橫向?qū)Ρ确治鰞山M變后掠翼身組合體升力特性、阻力特性及力矩特性。最后,基于CFD數(shù)值方法對(duì)分布式變后掠翼身組合體模型進(jìn)行了更加深入的數(shù)值模擬與仿真,對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了數(shù)據(jù)處理,以升阻比最佳作為約束條件結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)遺傳算法對(duì)變后掠角全局尋優(yōu),得到了隨速度變化的最優(yōu)后掠角變化曲線,與其他變后掠飛機(jī)后掠角變化規(guī)律進(jìn)行了對(duì)比,驗(yàn)證了所得的變后掠規(guī)律的合理性。研究結(jié)果表明:相比于整體式變后掠機(jī)翼,分布式結(jié)構(gòu)的變后掠機(jī)翼可以在犧牲小部分氣動(dòng)效益的前提下提高整體的穩(wěn)定性;以提升變后掠翼飛機(jī)氣動(dòng)性能為目的,采用遺傳算法對(duì)變后掠翼身組合體最佳后掠角進(jìn)行全局尋優(yōu),可以得到合理可信的最佳后掠角變化規(guī)律曲線:在亞聲速速域內(nèi)隨著速度的增大,為了降低誘導(dǎo)阻力,提高升阻比,最優(yōu)后掠角平緩增大;在跨聲速速域內(nèi),為了延緩激波阻力的形成,最優(yōu)后掠角急劇上升。根據(jù)得出的最佳變后掠規(guī)律,合理設(shè)計(jì)彈性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),可以實(shí)現(xiàn)利用飛行阻力驅(qū)動(dòng)機(jī)翼變后掠的目標(biāo)。
【關(guān)鍵詞】：分布式變后掠 翼身組合體 最優(yōu)變后掠規(guī)律 CFD 氣動(dòng)特性分析
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V224
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-19
• 1.1 引言8
• 1.2 研究意義及目的8-10
• 1.3 變后掠翼技術(shù)發(fā)展歷程及研究現(xiàn)狀10-16
• 1.3.1 變后掠翼技術(shù)的發(fā)展歷史10-13
• 1.3.2 變后掠翼技術(shù)的國(guó)內(nèi)、外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.4 本文研究?jī)?nèi)容及研究思路16-17
• 1.5 本文各章節(jié)研究?jī)?nèi)容的安排17-18
• 1.6 本章小結(jié)18-19
• 第2章 CFD計(jì)算涉及的基本理論概述19-28
• 2.1 計(jì)算流體力學(xué)概述19-21
• 2.2 計(jì)算流體力學(xué)基本方程21-26
• 2.2.1 納維—斯托克斯（N-S）方程組21-22
• 2.2.2 雷諾方程組22-23
• 2.2.3 歐拉方程組23-24
• 2.2.4 附面層方程24-26
• 2.3 計(jì)算空氣動(dòng)力學(xué)的常用求解方法26-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第3章 變后掠翼身組合體三維建模28-37
• 3.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）技術(shù)簡(jiǎn)介28-29
• 3.2 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件介紹29-30
• 3.3 變后掠翼身組合體設(shè)計(jì)要求30-32
• 3.3.1 翼身組合體總體設(shè)計(jì)要求30-31
• 3.3.2 變后掠機(jī)翼設(shè)計(jì)要求31-32
• 3.4 分布式及整體式翼身組合體三維建模32-36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 第4章 變后掠翼身組合體氣動(dòng)特性分析37-58
• 4.1 軟件介紹37-41
• 4.1.1 GAMBIT簡(jiǎn)介37-38
• 4.1.2 FLUENT簡(jiǎn)介38-41
• 4.2 計(jì)算網(wǎng)格劃分41-44
• 4.3 計(jì)算方法44-45
• 4.4 邊界條件設(shè)置及相關(guān)參數(shù)設(shè)置45-48
• 4.4.1 邊界條件設(shè)置45
• 4.4.2 相關(guān)參數(shù)設(shè)置45-48
• 4.5 氣動(dòng)計(jì)算及結(jié)果48-53
• 4.6 氣動(dòng)特性分析53-57
• 4.6.1 升力特性分析53-55
• 4.6.2 阻力特性分析55-56
• 4.6.3 對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)中心的力矩特性分析56-57
• 4.7 本章小結(jié)57-58
• 第5章 最佳變后掠規(guī)律探究58-71
• 5.1 模型建立58-59
• 5.2 CFD計(jì)算59-63
• 5.3 基于遺傳算法的變后掠全局尋優(yōu)63-70
• 5.3.1 遺傳算法簡(jiǎn)介63-64
• 5.3.2 數(shù)值模擬結(jié)果預(yù)處理64-67
• 5.3.3 最佳后掠角的SGA全局尋優(yōu)67-68
• 5.3.4 尋優(yōu)結(jié)果分析及驗(yàn)證68-70
• 5.4 本章小結(jié)70-71
• 第6章 結(jié)論與展望71-74
• 6.1 本論文的工作總結(jié)71-72
• 6.2 展望72-74
• 參考文獻(xiàn)74-77
• 碩士期間發(fā)表的論文及學(xué)術(shù)成果77-78
• 參加科研項(xiàng)目77
• 發(fā)表論文77
• 獲獎(jiǎng)情況77-78
• 致謝78-79

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：805629