現(xiàn)代飛行器的機(jī)動(dòng)飛行過(guò)程主要由設(shè)定的飛行控制系統(tǒng)處理,由于飛行器存在著結(jié)構(gòu)彈性振動(dòng),飛控系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)舵面偏轉(zhuǎn)時(shí),舵面除了自身偏轉(zhuǎn)的低頻信號(hào),還反饋了彈性振動(dòng)引起的高頻信號(hào),這個(gè)附加高頻非定常舵面激勵(lì)帶來(lái)了結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步彈性振動(dòng)。這種氣動(dòng)/結(jié)構(gòu)/控制等幾者相互耦合使得飛行器設(shè)計(jì)遭遇新的氣動(dòng)彈性問(wèn)題,在飛行器設(shè)計(jì)過(guò)程中,如果忽略控制系統(tǒng),去單獨(dú)研究飛行器的氣動(dòng)彈性是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,還必須考慮彈性飛行器與控制系統(tǒng)相互作用下的氣動(dòng)彈性問(wèn)題。為此,本文針對(duì)飛行器機(jī)動(dòng)狀態(tài)下氣動(dòng)彈性響應(yīng)問(wèn)題,開(kāi)展了CFD/CSD方法同控制系統(tǒng)相耦合的研究,發(fā)展了基于CFD/CSD的機(jī)動(dòng)過(guò)程中飛行器氣動(dòng)彈性數(shù)值模擬方法。本文首先介紹了數(shù)值計(jì)算方法,包括流動(dòng)控制方程及其空間離散、時(shí)間離散、邊界條件以及湍流模型;然后介紹了氣動(dòng)彈性數(shù)值模擬方法,采用線性模態(tài)疊加方法求解結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)方程,飛行器的變形采用Delaunay圖映射動(dòng)網(wǎng)格方法,氣動(dòng)網(wǎng)格與結(jié)構(gòu)網(wǎng)格之間信息交換采用無(wú)限平板樣條法、常體積轉(zhuǎn)換法等進(jìn)行處理,CFD/CSD耦合策略中采用改進(jìn)松耦合方法;之后發(fā)展了機(jī)動(dòng)飛行中飛行器氣動(dòng)彈性響應(yīng)問(wèn)題的數(shù)值模擬方法,在動(dòng)態(tài)網(wǎng)格上耦合求解流動(dòng)控...

【文章頁(yè)數(shù)】：84 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究技術(shù)現(xiàn)狀分析
        1.2.1 CFD技術(shù)研究概況
        1.2.2 基于CFD/CSD耦合的氣動(dòng)彈性數(shù)值模擬研究概況
    1.3 本文主要工作
第二章 流場(chǎng)數(shù)值計(jì)算方法
    2.1 引言
    2.2 流動(dòng)控制方程
    2.3 空間離散
        2.3.1 基于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的有限體積方法
        2.3.2 HLLC格式
        2.3.3 粘性通量項(xiàng)的計(jì)算方法
    2.4 時(shí)間離散
        2.4.1 LU-SGS方法
        2.4.2 雙時(shí)間步長(zhǎng)方法
    2.5 邊界條件
        2.5.1 物面邊界條件
        2.5.2 遠(yuǎn)場(chǎng)邊界條件
        2.5.3 對(duì)稱邊界條件
    2.6 湍流模型
    2.7 數(shù)值算例驗(yàn)證
        2.7.1 ONERA M6機(jī)翼跨聲速繞流數(shù)值模擬
        2.7.2 DLR-F6翼身組合體跨聲速繞流數(shù)值模擬
        2.7.3 NACA0012翼型俯仰振蕩
    2.8 本章小結(jié)
第三章 基于模態(tài)方程的氣動(dòng)彈性數(shù)值方法
    3.1 引言
    3.2 模態(tài)方程及其求解
        3.2.1 模態(tài)方程
        3.2.2 NewMark方法
    3.3 動(dòng)網(wǎng)格方法
        3.3.1 Delaunay圖映射彈簧原理混合動(dòng)網(wǎng)格方法
        3.3.2 基于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的動(dòng)態(tài)重疊網(wǎng)格方法
    3.4 插值方法
        3.4.1 TPS方法
        3.4.2 IPS方法
        3.4.3 CVT方法
    3.5 CFD/CSD耦合策略
    3.6 算例驗(yàn)證
    3.7 本章小結(jié)
第四章 基于CFD/CSD耦合的機(jī)動(dòng)狀態(tài)下飛行器氣動(dòng)彈性數(shù)值模擬
    4.1 引言
    4.2 剛體六自由度方程及其求解方法
    4.3 基于CFD/CSD耦合的飛行器機(jī)動(dòng)狀態(tài)下氣動(dòng)彈性數(shù)值模擬算法
    4.4 算例分析
        4.4.1 AGARD 445.6 非定常俯仰震蕩
        4.4.2 AIM-9l響尾蛇導(dǎo)彈在彈性舵偏下機(jī)動(dòng)過(guò)程數(shù)值模擬研究
        4.4.3 AIM-9l響尾蛇導(dǎo)彈快速拉起機(jī)動(dòng)過(guò)程中氣動(dòng)彈性特性數(shù)值模擬研究
    4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 今后工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號(hào)：3797717