彈箭在飛行過程中常見的運(yùn)動主要包括旋轉(zhuǎn)和俯仰運(yùn)動。這兩種運(yùn)動所誘導(dǎo)的空氣動力效應(yīng)隨著飛行器性能的提高,也越來越受到學(xué)者的關(guān)注,因此本文采用數(shù)值模擬的方法研究這兩種運(yùn)動的動態(tài)效應(yīng)對氣動特性的影響。為了研究尖錐旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時(shí)轉(zhuǎn)捩對馬格努斯效應(yīng)的影響,本文首先采用有限體積法求解雷諾平均Navier-Stokes方程,結(jié)合γ-Re_θt轉(zhuǎn)捩模型、?轉(zhuǎn)捩模型以及轉(zhuǎn)捩線方法對旋轉(zhuǎn)尖錐繞流場進(jìn)行了數(shù)值模擬。文中分析了湍流強(qiáng)度、攻角以及轉(zhuǎn)速對旋轉(zhuǎn)尖錐轉(zhuǎn)捩效應(yīng)的影響,進(jìn)而對轉(zhuǎn)捩對馬格努斯力的影響規(guī)律進(jìn)行了研究。同時(shí)通過對比邊界層厚度以及速度型分布,對小攻角下旋轉(zhuǎn)尖錐馬格努斯效應(yīng)的生成機(jī)理進(jìn)行了分析。將數(shù)值模擬結(jié)果與風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比的結(jié)果表明,考慮橫流轉(zhuǎn)捩效應(yīng)的?轉(zhuǎn)捩模型對轉(zhuǎn)捩位置以及馬格努斯力預(yù)測上更具優(yōu)勢;尖錐的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動會使得轉(zhuǎn)捩位置向旋轉(zhuǎn)方向偏轉(zhuǎn),將明顯加劇尖錐左右兩側(cè)邊界層厚度的差異;而旋轉(zhuǎn)引起轉(zhuǎn)捩位置在橫截面的周向偏移,將加大摩擦力對馬格努斯力的貢獻(xiàn);旋轉(zhuǎn)尖錐兩側(cè)邊界層的非對稱轉(zhuǎn)捩會加劇邊界層的非對稱分布,進(jìn)而引起壓力差對馬格努斯力的貢獻(xiàn)。其次,為了研究彈箭在俯仰運(yùn)動過程中的非定... 

【文章來源】：北京理工大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

馬赫數(shù)4.37時(shí)尖錐上的轉(zhuǎn)捩陰影圖

圖 1.2 旋轉(zhuǎn)尖錐轉(zhuǎn)捩圖值方法研究主要分為兩類: 一是經(jīng)驗(yàn)近似方法似方法通過許多實(shí)驗(yàn), 將轉(zhuǎn)捩的起始位置與來實(shí)際上，轉(zhuǎn)捩的發(fā)展不僅取決于來流條件和物近似方法其主要機(jī)理不考慮轉(zhuǎn)捩的內(nèi)在物理位置。而另一種方法，即基于穩(wěn)定性理論的方動的發(fā)展。數(shù)值方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，常用的ity equation，PSE）和線性穩(wěn)定性理論（liner stD（Computation Fluid Dynamic）程序相融合[11][12][13]則由于受到計(jì)算機(jī)發(fā)展水平的限制, 只考慮，因此半經(jīng)驗(yàn)的 eN方法成為常用的轉(zhuǎn)捩和線性不穩(wěn)定波的積分增長相結(jié)合[14]。轉(zhuǎn)捩預(yù)測的重要方法，較早時(shí)候，轉(zhuǎn)捩研究的

層非對稱轉(zhuǎn)捩所引起的馬格努斯力量值相當(dāng)。即在攻角較小時(shí)非對稱轉(zhuǎn)捩所引起的馬格努斯效應(yīng)，會對彈身總的馬格努斯力。關(guān)于飛行器彈身上的非對稱分離，以及彈身組合體的相互干了廣泛的研究。本章主要對尖錐在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的非對稱轉(zhuǎn)捩問題進(jìn)而分析尖錐旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)捩對氣動力的影響，分析小攻角下旋生成機(jī)理。本章同時(shí)還研究了影響轉(zhuǎn)捩位置的重要因素：湍流轉(zhuǎn)捩效應(yīng)的影響，進(jìn)而分析其對馬格努斯力的影響規(guī)律。尖錐數(shù)值模擬方法驗(yàn)證飛行過程中的轉(zhuǎn)捩主要發(fā)生在彈體頭部位置，因此本章選取常研究對象，采用數(shù)值模擬方法對旋轉(zhuǎn)尖錐的轉(zhuǎn)捩問題進(jìn)行研究實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比來驗(yàn)證數(shù)值方法的適用性。本章所采用的尖錐模示，其中半錐角 10c ，錐總長L 220.47mm，底部直徑 D

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]適用于高超聲速邊界層的轉(zhuǎn)捩準(zhǔn)則預(yù)測方法[J]. 孔維萱,張輝,閻超.  導(dǎo)彈與航天運(yùn)載技術(shù). 2013(05)
[2]基于CFD的動導(dǎo)數(shù)計(jì)算與減縮頻率影響分析[J]. 孫濤,高正紅,黃江濤.  飛行力學(xué). 2011(04)
[3]基于LES方法的平板非定常激波/湍流邊界層干擾研究[J]. 潘宏祿,馬漢東,沈清.  航空學(xué)報(bào). 2011(02)
[4]基于雷諾平均方法的高超音速邊界層轉(zhuǎn)捩模擬[J]. 符松,王亮.  中國科學(xué)(G輯:物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué)). 2009(04)
[5]高超聲速圓錐邊界層轉(zhuǎn)捩數(shù)值研究[J]. 劉偉,楊小亮,趙海洋,陳景兵.  空氣動力學(xué)學(xué)報(bào). 2008(04)
[6]湍流轉(zhuǎn)捩模式研究進(jìn)展[J]. 符松,王亮.  力學(xué)進(jìn)展. 2007(03)
[7]高超聲速流動轉(zhuǎn)捩的數(shù)值研究[J]. 楊云軍,馬漢東,周傳江.  宇航學(xué)報(bào). 2006(01)
[8]基于CFD方法的俯仰靜、動導(dǎo)數(shù)數(shù)值計(jì)算[J]. 袁先旭,張涵信,謝昱飛.  空氣動力學(xué)學(xué)報(bào). 2005(04)



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