針對不同控制面偏轉(zhuǎn)方式對彈性前掠翼靜氣彈特性的影響,基于計算流體力學(xué)/計算結(jié)構(gòu)力學(xué)（CFD/CSD）松耦合靜氣動彈性數(shù)值計算方法,計算和分析了不同迎角、動壓及馬赫數(shù)條件下前、后緣控制面聯(lián)合偏轉(zhuǎn)對前掠翼模型的氣動特性和彈性變形特性的影響。計算結(jié)果表明:控制面偏轉(zhuǎn)對前掠翼飛機(jī)靜氣動彈性特性影響較大;當(dāng)迎角變化,同向偏轉(zhuǎn)方式的氣動特性和彈性變形特性較好,α=4°時,彈性機(jī)翼的升阻特性較好;當(dāng)動壓變化時,反向偏轉(zhuǎn)方式的氣動特性和彈性特性占優(yōu),最大升阻比較同向偏轉(zhuǎn)提高約7%,反向偏轉(zhuǎn)方式氣動特性較好,最大升阻比較同向偏轉(zhuǎn)提高約7%;當(dāng)馬赫數(shù)變化時,彈性機(jī)翼條件下3種模型分別在Ma=0.7時升力系數(shù)達(dá)到最大值。計算結(jié)果可以為前掠翼飛機(jī)的實際應(yīng)用提供參考。 

【文章來源】：空軍工程大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019,20(01)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

圖１ｙ／ｂ＝０．９５展位壓力系數(shù)

圖２前掠翼計算模型示意圖３模型機(jī)翼幾何輪廓機(jī)翼為彈性，材料屬性為Ｅ１＝０．８９ＧＰａ，Ｅ２＝１．５４ＧＰａ，ｖ＝０．３１，Ｇ＝２．６ＧＰａ，ρ１＝３８１．９８ｋｇ／ｍ３；其中，Ｅ１指弦向彈性模量，Ｅ２指軸向彈性模量，ｖ是泊松比，Ｇ為剪切模量。用多面體網(wǎng)格對計算模型流場域進(jìn)行網(wǎng)格剖分，用四面體網(wǎng)格對機(jī)翼結(jié)構(gòu)進(jìn)行剖分，流場網(wǎng)格和結(jié)構(gòu)網(wǎng)格單元數(shù)量分別為３００萬和８０萬，見圖４。圖４計算模型網(wǎng)格３結(jié)果與分析３．１不同迎角在Ｍａ＝０．６，Ｒｅ＝２．３２×１０６的條件下，采用ＣＦＤ／ＣＳＤ松耦合計算方法，對不同模型的靜氣動彈性特性隨迎角的變化進(jìn)行研究。３．１．１氣動特性由圖５（ａ）可知，彈性機(jī)翼的升力系數(shù)在小迎角時較剛性機(jī)翼大，大迎角時情況相反，這是由前掠機(jī)翼的正向扭轉(zhuǎn)決定的，機(jī)翼的扭轉(zhuǎn)變形導(dǎo)致機(jī)翼局部迎角增大，小迎角條件下，機(jī)翼未失速，迎角增大導(dǎo)致升力系數(shù)增大，迎角過大時，由于局部機(jī)翼達(dá)到失速迎角，過大的扭轉(zhuǎn)變形會導(dǎo)致升力系數(shù)不增反降；無論是剛性機(jī)翼條件還是彈性機(jī)翼條件，控制面同向或者反向偏轉(zhuǎn)均可使升力系數(shù)提高，大迎角下同向偏轉(zhuǎn)方式比反向偏轉(zhuǎn)的提升幅度略大。圖５不同迎角模型的氣動特性第１期蘇新兵，等：控制面偏轉(zhuǎn)方式對前掠翼靜氣彈特性的影響５１

圖２前掠翼計算模型示意圖３模型機(jī)翼幾何輪廓機(jī)翼為彈性，材料屬性為Ｅ１＝０．８９ＧＰａ，Ｅ２＝１．５４ＧＰａ，ｖ＝０．３１，Ｇ＝２．６ＧＰａ，ρ１＝３８１．９８ｋｇ／ｍ３；其中，Ｅ１指弦向彈性模量，Ｅ２指軸向彈性模量，ｖ是泊松比，Ｇ為剪切模量。用多面體網(wǎng)格對計算模型流場域進(jìn)行網(wǎng)格剖分，用四面體網(wǎng)格對機(jī)翼結(jié)構(gòu)進(jìn)行剖分，流場網(wǎng)格和結(jié)構(gòu)網(wǎng)格單元數(shù)量分別為３００萬和８０萬，見圖４。圖４計算模型網(wǎng)格３結(jié)果與分析３．１不同迎角在Ｍａ＝０．６，Ｒｅ＝２．３２×１０６的條件下，采用ＣＦＤ／ＣＳＤ松耦合計算方法，對不同模型的靜氣動彈性特性隨迎角的變化進(jìn)行研究。３．１．１氣動特性由圖５（ａ）可知，彈性機(jī)翼的升力系數(shù)在小迎角時較剛性機(jī)翼大，大迎角時情況相反，這是由前掠機(jī)翼的正向扭轉(zhuǎn)決定的，機(jī)翼的扭轉(zhuǎn)變形導(dǎo)致機(jī)翼局部迎角增大，小迎角條件下，機(jī)翼未失速，迎角增大導(dǎo)致升力系數(shù)增大，迎角過大時，由于局部機(jī)翼達(dá)到失速迎角，過大的扭轉(zhuǎn)變形會導(dǎo)致升力系數(shù)不增反降；無論是剛性機(jī)翼條件還是彈性機(jī)翼條件，控制面同向或者反向偏轉(zhuǎn)均可使升力系數(shù)提高，大迎角下同向偏轉(zhuǎn)方式比反向偏轉(zhuǎn)的提升幅度略大。圖５不同迎角模型的氣動特性第１期蘇新兵，等：控制面偏轉(zhuǎn)方式對前掠翼靜氣彈特性的影響５１

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3491391