現(xiàn)代飛行器由于任務(wù)復(fù)雜性的增加,使得飛行器動(dòng)態(tài)氣動(dòng)特性領(lǐng)域的研究受到越來越多的關(guān)注。其中大范圍分離現(xiàn)象是最常見的問題之一,可能會(huì)引起飛行器縱向和橫向不穩(wěn)定,造成飛行性能下降。迄今為止,數(shù)值模擬方法想要準(zhǔn)確的求解這類流動(dòng)是十分困難的,往往不能夠提供具有高可信度的結(jié)果。其中主要的原因之一是由于這類流動(dòng)中包含著許多復(fù)雜的湍流現(xiàn)象,給數(shù)值模擬方法帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。湍流數(shù)值模擬方法主要包括DNS,RANS和LES方法。其中DNS方法由于計(jì)算量過大難以在工程實(shí)踐中應(yīng)用;RANS方法已經(jīng)較為廣泛的應(yīng)用于工程實(shí)踐中,但無(wú)法準(zhǔn)確求解大范圍分離流動(dòng)等復(fù)雜湍流問題;LES方法在求解壁面附近流動(dòng)時(shí)仍存在計(jì)算量過大的問題。面對(duì)這一難題,本文采用目前最具工程應(yīng)用前景之一的分離渦模擬（DES）開展研究。首先基于RANS方法中較為成熟的SA模型,對(duì)其相應(yīng)的DES模型,DDES模型和IDDES模型開展研究,通過圓柱繞流,NACA0012翼型在不同迎角下的靜態(tài)繞流以及NACA0012翼型的強(qiáng)迫俯仰振蕩等標(biāo)準(zhǔn)算例驗(yàn)證其可靠性。結(jié)果表明相較于SA模型,DES類模型在對(duì)無(wú)分離的附著流動(dòng)的數(shù)值模擬沒有明顯優(yōu)勢(shì),但是對(duì)存在大范圍分... 

【文章來源】：國(guó)防科技大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：101 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

普加喬夫眼鏡蛇機(jī)動(dòng)

國(guó)防科技大學(xué)研究生院碩士學(xué)位論文勢(shì)，這對(duì)于后續(xù)返回艙減速傘的正常打開十分不利。當(dāng)動(dòng)態(tài)失穩(wěn)現(xiàn)象嚴(yán)重時(shí)，返回艙甚至?xí)霈F(xiàn)嚴(yán)重的翻滾，導(dǎo)致回收任務(wù)失敗。在 2004 年 8 月，NASA 計(jì)劃對(duì)起源號(hào)[3]（Genesis）返回艙進(jìn)行回收。起源號(hào)是人類航天發(fā)展史上首個(gè)超越地月系統(tǒng)采集太陽(yáng)風(fēng)粒子的飛行器，如圖 2.2所示。在三年多的時(shí)間里，起源號(hào)收集了大量的太陽(yáng)風(fēng)粒子，對(duì)于了解地球周邊太空環(huán)境的衍化和發(fā)展是極其寶貴的資源。為了防止返回艙在著陸后被他國(guó)竊取，NASA采用了一種較為復(fù)雜的回收方式，聘請(qǐng)了好萊塢的特技飛行表演隊(duì)，在返回艙減速傘打開減速到一定程度后，使用直升機(jī)加掛鉤的方式直接鉤住返回艙減速傘對(duì)其進(jìn)行回收，美國(guó)還對(duì)這一過程進(jìn)行了全球電視直播。但是起源號(hào)在再入過程中出現(xiàn)了嚴(yán)重的動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定現(xiàn)象，俯仰振動(dòng)的振幅越來越大，直至出現(xiàn)大頭朝上的翻滾現(xiàn)象，減速傘也未能按照既定的程序打開。在空中懸停的三架直升飛機(jī)也只能眼睜睜的看著起源號(hào)以每小時(shí) 310 公里的速度直接撞擊在地面上，如圖 2.3 所示。

國(guó)防科技大學(xué)研究生院碩士學(xué)位論文勢(shì)，這對(duì)于后續(xù)返回艙減速傘的正常打開十分不利。當(dāng)動(dòng)態(tài)失穩(wěn)現(xiàn)象嚴(yán)重時(shí)，返回艙甚至?xí)霈F(xiàn)嚴(yán)重的翻滾，導(dǎo)致回收任務(wù)失敗。在 2004 年 8 月，NASA 計(jì)劃對(duì)起源號(hào)[3]（Genesis）返回艙進(jìn)行回收。起源號(hào)是人類航天發(fā)展史上首個(gè)超越地月系統(tǒng)采集太陽(yáng)風(fēng)粒子的飛行器，如圖 2.2所示。在三年多的時(shí)間里，起源號(hào)收集了大量的太陽(yáng)風(fēng)粒子，對(duì)于了解地球周邊太空環(huán)境的衍化和發(fā)展是極其寶貴的資源。為了防止返回艙在著陸后被他國(guó)竊取，NASA采用了一種較為復(fù)雜的回收方式，聘請(qǐng)了好萊塢的特技飛行表演隊(duì)，在返回艙減速傘打開減速到一定程度后，使用直升機(jī)加掛鉤的方式直接鉤住返回艙減速傘對(duì)其進(jìn)行回收，美國(guó)還對(duì)這一過程進(jìn)行了全球電視直播。但是起源號(hào)在再入過程中出現(xiàn)了嚴(yán)重的動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定現(xiàn)象，俯仰振動(dòng)的振幅越來越大，直至出現(xiàn)大頭朝上的翻滾現(xiàn)象，減速傘也未能按照既定的程序打開。在空中懸停的三架直升飛機(jī)也只能眼睜睜的看著起源號(hào)以每小時(shí) 310 公里的速度直接撞擊在地面上，如圖 2.3 所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]用SST-DES和SST-URANS方法數(shù)值模擬亞臨界雷諾數(shù)下三維圓柱繞流問題[J]. 趙偉文,萬(wàn)德成.  水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展A輯. 2016(01)
[2]俯仰阻尼導(dǎo)數(shù)分量的CFD數(shù)值模擬[J]. 席柯,閻超,黃宇,王文,袁武.  北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(02)
[3]高Re數(shù)圓柱繞流二維RANS模擬適用性分析[J]. 祝志文.  振動(dòng)與沖擊. 2013(07)
[4]高超聲速飛行器加速度導(dǎo)數(shù)數(shù)值模擬[J]. 劉偉,楊小亮,趙云飛.  空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào). 2010(04)
[5]大振幅強(qiáng)迫俯仰振動(dòng)下的鈍錐體動(dòng)態(tài)特性數(shù)值研究[J]. 粟長(zhǎng)江,陳麗輝,楊小亮,劉偉.  彈道學(xué)報(bào). 2010(01)
[6]神舟飛船返回艙氣動(dòng)設(shè)計(jì)綜述[J]. 方方.  航天器工程. 2004(01)
[7]歐洲返回艙CTV氣動(dòng)特性綜述[J]. 唐偉,張勇,李為吉,張魯民.  空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào). 2003(03)
[8]飛船返回艙俯仰振蕩的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性研究[J]. 張涵信,袁先旭,葉友達(dá),謝昱飛.  空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào). 2002(03)
[9]飛行器動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性參數(shù)的數(shù)值計(jì)算方法[J]. 任玉新,劉秋生,沈孟育.  空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào). 1996(02)
[10]無(wú)波動(dòng)、無(wú)自由參數(shù)的耗散差分格式[J]. 張涵信.  空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào). 1988(02)

博士論文
[1]基于混合網(wǎng)格的飛行器大迎角DES類數(shù)值模擬方法研究[D]. 張揚(yáng).中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心 2016
[2]細(xì)長(zhǎng)機(jī)翼?yè)u滾機(jī)理的非線性動(dòng)力學(xué)分析及數(shù)值模擬方法研究[D]. 劉偉.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2004



本文編號(hào)：3249455