現(xiàn)代先進(jìn)飛行器在大迎角、高機(jī)動(dòng)飛行中,非定常繞流與運(yùn)動(dòng)之間常常會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)烈的非線性耦合效應(yīng),從而可能誘發(fā)非指令的自激運(yùn)動(dòng),導(dǎo)致飛行失控,危及飛行安全。傳統(tǒng)的采用常規(guī)風(fēng)洞試驗(yàn)及計(jì)算流體力學(xué)方法建立的準(zhǔn)定常數(shù)據(jù)庫(kù)和氣動(dòng)力模型在小迎角、附著流的研究中應(yīng)用較多,也基本能夠滿足型號(hào)研制需求;但對(duì)于大迎角高機(jī)動(dòng)飛行狀態(tài),將難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)非定常氣動(dòng)力和姿態(tài)的快速變化,需要在飛行器設(shè)計(jì)后期開展大量的飛行試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)問題并修正前期設(shè)計(jì)方案,這樣將導(dǎo)致設(shè)計(jì)周期延長(zhǎng)、研制費(fèi)用增加,同時(shí)也增大了事故風(fēng)險(xiǎn)。近年來(lái),出現(xiàn)了風(fēng)洞虛擬飛行試驗(yàn)技術(shù)和氣動(dòng)/運(yùn)動(dòng)一體化數(shù)值計(jì)算技術(shù),其共同特點(diǎn)是能夠在地面盡可能地模擬飛行器的真實(shí)飛行過程,實(shí)現(xiàn)空氣動(dòng)力學(xué)/飛行力學(xué)/飛行控制的集成驗(yàn)證,以填補(bǔ)風(fēng)洞試驗(yàn)與飛行試驗(yàn)之間的鴻溝。通過將基于風(fēng)洞的虛擬飛行試驗(yàn)技術(shù)和耦合氣動(dòng)/運(yùn)動(dòng)的一體化數(shù)值模擬技術(shù)有效結(jié)合運(yùn)用,將有望在飛行器設(shè)計(jì)初期階段對(duì)氣動(dòng)外形、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和控制系統(tǒng)進(jìn)行更加全面的評(píng)估,減少后期飛行試驗(yàn)的次數(shù),對(duì)加快航空武器的研發(fā)進(jìn)度,降低研制成本,規(guī)避事故風(fēng)險(xiǎn)有著重大的意義。本文首先闡述了氣動(dòng)/運(yùn)動(dòng)及集成飛行控制律的一體化計(jì)算方法,隨后針對(duì)... 

【文章來(lái)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)】：102 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    §1.1 研究背景與意義
    §1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展
        §1.2.1 風(fēng)洞虛擬飛行試驗(yàn)技術(shù)
        §1.2.2 耦合氣動(dòng)/運(yùn)動(dòng)/控制的一體化數(shù)值模擬技術(shù)
    §1.3 本文研究工作
第二章 數(shù)值計(jì)算方法
    §2.1 非定常流場(chǎng)計(jì)算方法
        §2.1.1 流場(chǎng)控制方程
        §2.1.2 有限體積離散
        §2.1.3 空間離散與計(jì)算格式
        §2.1.4 時(shí)間離散
        §2.1.5 邊界條件
        §2.1.6 湍流模型
        §2.1.7 DES和DDES方法
        §2.1.8 氣動(dòng)系數(shù)
        §2.1.9 其他方法
    §2.2 飛行力學(xué)方程計(jì)算方法
        §2.2.1 坐標(biāo)系與姿態(tài)角定義
        §2.2.2 飛行力學(xué)方程
        §2.2.3 Adams預(yù)估-校正方法
    §2.3 氣動(dòng)/運(yùn)動(dòng)耦合策略
    §2.4 動(dòng)態(tài)網(wǎng)格方法
        §2.4.1 剛性動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)
        §2.4.2 基于超限插值的局部變形動(dòng)網(wǎng)格方法
    §2.5 一體化計(jì)算流程及耦合過程的程序?qū)崿F(xiàn)
第三章 數(shù)值方法驗(yàn)證
    §3.1 平板邊界層流動(dòng)
        §3.1.1 層流平板邊界層流動(dòng)
        §3.1.2 湍流平板邊界層流動(dòng)
    §3.2 RAE2822翼型跨聲速流動(dòng)
    §3.3 窄條翼導(dǎo)彈縱向氣動(dòng)特性及舵效模擬
    §3.4 NACA0012翼型俯仰振蕩
    §3.5 NACA0015翼型深失速分離渦模擬
    §3.6 帶翼導(dǎo)彈標(biāo)模動(dòng)穩(wěn)定性預(yù)測(cè)
    §3.7 本章小結(jié)
第四章 導(dǎo)彈縱向機(jī)動(dòng)中的氣動(dòng)/運(yùn)動(dòng)耦合問題
    §4.1 2.4 米跨聲速風(fēng)洞虛擬飛行試驗(yàn)技術(shù)簡(jiǎn)介
        §4.1.1 試驗(yàn)風(fēng)洞
        §4.1.2 虛擬飛行試驗(yàn)平臺(tái)
        §4.1.3 試驗(yàn)?zāi)Ｐ?br>        §4.1.4 試驗(yàn)方法
    §4.2 開環(huán)控制單自由度俯仰運(yùn)動(dòng)狀態(tài)計(jì)算
    §4.3 閉環(huán)控制單自由度俯仰運(yùn)動(dòng)狀態(tài)計(jì)算
        §4.3.1 姿態(tài)角閉環(huán)控制
        §4.3.2 加速度閉環(huán)
    §4.4 導(dǎo)彈滾轉(zhuǎn)失穩(wěn)對(duì)縱向控制效果的影響研究
        §4.4.1 滾轉(zhuǎn)無(wú)控的多自由度耦合運(yùn)動(dòng)
        §4.4.2 解耦控制方法
    §4.5 本章小結(jié)
第五章 DDES方法在一體化計(jì)算中的應(yīng)用
    §5.1 DES類方法的應(yīng)用初探
    §5.2 計(jì)算模型與網(wǎng)格
    §5.3 典型狀態(tài)計(jì)算結(jié)果與分析
        §5.3.1 大迎角非定常流動(dòng)數(shù)值模擬
        §5.3.2 翼/體搖滾數(shù)值模擬
    §5.4 翼體搖滾的流動(dòng)機(jī)理分析
    §5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
致謝
參考文獻(xiàn)


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]虛擬飛行中氣動(dòng)、運(yùn)動(dòng)和控制耦合的數(shù)值模擬技術(shù)[J]. 張來(lái)平,馬戎,常興華,趙鐘,赫新.  力學(xué)進(jìn)展. 2014(00)
[2]高機(jī)動(dòng)飛行器非指令運(yùn)動(dòng)及其控制的研究進(jìn)展[J]. 鄧學(xué)鎣,竹軍,王延奎,馬寶峰.  力學(xué)與實(shí)踐. 2012(03)
[3]基于預(yù)估校正和嵌套網(wǎng)格的虛擬飛行數(shù)值模擬[J]. 達(dá)興亞,陶洋,趙忠良.  航空學(xué)報(bào). 2012(06)
[4]80°后掠三角翼強(qiáng)迫俯仰、自由滾轉(zhuǎn)雙自由度耦合運(yùn)動(dòng)特性數(shù)值研究[J]. 楊小亮,劉偉,趙云飛,劉君.  空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào). 2011(04)
[5]返回艙動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性分析及被動(dòng)控制方法研究[J]. 劉偉,趙海洋,楊小亮.  中國(guó)科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué). 2010(09)
[6]基于CFD的方形截面導(dǎo)彈縱向虛擬飛行模擬[J]. 陶洋,范召林,吳繼飛.  力學(xué)學(xué)報(bào). 2010(02)
[7]風(fēng)洞虛擬飛行試驗(yàn)技術(shù)初步研究[J]. 胡靜,李潛.  實(shí)驗(yàn)流體力學(xué). 2010(01)
[8]空空導(dǎo)彈近距格斗發(fā)射技術(shù)與攻擊方式發(fā)展[J]. 劉紀(jì)文,劉琰.  航空科學(xué)技術(shù). 2008(03)
[9]細(xì)長(zhǎng)三角翼滾轉(zhuǎn)/側(cè)滑耦合運(yùn)動(dòng)的數(shù)值研究[J]. 楊云軍,崔爾杰,周偉江.  航空學(xué)報(bào). 2007(01)
[10]后掠三角翼的搖滾及其動(dòng)態(tài)演化問題[J]. 張涵信,劉偉,謝昱飛,葉友達(dá).  空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào). 2006(01)

博士論文
[1]風(fēng)洞虛擬飛行試驗(yàn)相似準(zhǔn)則和模擬方法研究[D]. 李浩.中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心 2012

碩士論文
[1]飛行器俯仰運(yùn)動(dòng)及其舵面控制數(shù)值模擬研究[D]. 陳琦.中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心 2009



本文編號(hào)：3171593