發(fā)布時間：2024-05-29 02:22

　　采用改進(jìn)的延遲脫體渦仿真(IDDES)方法、雙時間步LU-SGS方法、本征正交分解(POD)方法開展數(shù)值仿真,并分析吊窗的尾跡流動氣動光學(xué)效應(yīng)的非穩(wěn)態(tài)特性。仿真流線與油流實驗在總體上可比性較好,但二者的吊窗尾跡區(qū)流場結(jié)構(gòu)存在一定差異。吊窗流動易分離,K-H不穩(wěn)定波會使分離剪切層失穩(wěn)并產(chǎn)生脫落渦街,渦街與頸項渦相互作用,在吊窗尾跡區(qū)產(chǎn)生復(fù)雜的非穩(wěn)態(tài)流動。吊窗尾跡流動氣動光學(xué)效應(yīng)以穩(wěn)態(tài)相差為主,占比達(dá)70%,穩(wěn)態(tài)相差會弱化氣動光學(xué)效應(yīng)的非穩(wěn)態(tài)特性;波前以低階模態(tài)為主,階數(shù)越高,模態(tài)包含越多小尺度結(jié)構(gòu)。根據(jù)標(biāo)度律,在海拔為10 km與吊窗直徑為2 m條件下,方均根光程差的時均值約為0.48λ,氣動光學(xué)效應(yīng)將得到進(jìn)一步加強(qiáng),這會對高能激光武器(ABL)性能帶來不利影響。

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

圖1波前的POD重構(gòu)

光學(xué)吊窗由半球體和圓柱組成,圓柱與球體直徑相同,高度等于球體半徑,如圖2所示。取x方向為來流方向,y軸為吊窗中軸線,z軸為橫向并垂直紙面向外,原點o位于球心。網(wǎng)格總量為1175×104,時間步長Δt=8.4μs,先進(jìn)行2×104步流場迭代,在此基礎(chǔ)上對流場與光場進(jìn)行耦合迭代求解....

圖2吊窗模型。

圖1波前的POD重構(gòu)Gordeyev等[1,13]基于無粘流位勢理論,推導(dǎo)出光學(xué)吊窗氣動光學(xué)效應(yīng)的方均根光程差RMS,OPD與ρ∞、M∞、D、H與Σ等滿足標(biāo)度律:

圖3油流與流線。(a)前視;(b)側(cè)視;(c)俯視

用風(fēng)洞油流實驗對數(shù)值仿真方法進(jìn)行可靠性驗證。風(fēng)洞油流實驗在CARDC(Chinaaerodynamicsresearchanddevelopmentcenter)開展,用于獲取近壁流場拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特征。圖3為油流實驗與數(shù)值仿真的近壁流線,后者由對2×104幀數(shù)據(jù)取時間平均得....

圖4馬赫數(shù)與Q值等值面。(a)馬赫數(shù);(b)Q值面

圖4給出繞吊窗流動的馬赫數(shù)與Q值等值面(Q=0.01),Q值等值面用x軸方向的速度分量著色,其中M為當(dāng)?shù)伛R赫數(shù)。流動在繞吊窗后分離,分離形成分離剪切層,剪切層的K-H不穩(wěn)定波會使剪切層失穩(wěn)并產(chǎn)生脫落渦街,脫落渦之間、脫落渦與頸項渦之間相互摻混、裹夾、交織,在吊窗尾跡區(qū)形成復(fù)雜的非....

本文編號：3983940