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《考慮地面效應的翼型動態(tài)特性數(shù)值模擬-論文.pdf》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第44卷第3期航空計算技術V01.44No.32014年5月AeronauticalComputingTechniqueMav.2014考慮地面效應的翼型動態(tài)特性數(shù)值模擬童靜,夏露,詹浩,米百剛(西北工業(yè)大學航空學院,陜西西安710072)摘要:為了研究考慮地面干擾的飛行器非定常氣動特性,基于滑移網(wǎng)格技術,通過求解二維非定常Euler方程,對不同近地高度下的NACA0012翼型的動態(tài)振動特性進行了數(shù)值模擬。分析了存在地面干擾時的升力系數(shù)以及俯仰力矩系數(shù)遲滯環(huán)變化,并結合強迫振動法,計算了翼型各個近地高度下的縱向組合動導數(shù)。結果表明,地面效應不僅對定常流場產
2、生影響,更顯著地影響了非定常氣動力及力矩,近地高度越小,這種效應越明顯,使得升力系數(shù)的遲滯環(huán)面積變小,幅值減小,而俯仰力矩系數(shù)的遲滯環(huán)變化不規(guī)律,力矩系數(shù)的動導數(shù)隨著近地高度減小而增大(絕對值減小),縱向的動態(tài)穩(wěn)定性產生損失。地面效應干擾在飛行器非定常氣動研究中應該引起重視。關鍵詞:動態(tài)特性;地面效應;非定常;動導數(shù);數(shù)值模擬中圖分類號:V211文獻標識碼:A文章編號:1671.654X(2014)03—0088.04NumericalSimulationonUnsteadyFlowAroundanOscillatingAirfoilwithGroundE
3、fectTONGJing,XIALu,ZHANHao,MIBai—gang(SchoolofAeronautics,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xian710072,China)Abstract:TosimulatetheunsteadyflowaroundanoscillatingNACA0012airfoilwithgroundeffect,theEulerequationsaresolvedandslidingmeshisused,thenthedynamiccharacteristicsareinvest
4、igatednu—mericallyatdifferentheightsbetweenairfoilandground,andthechangeofliftandmomenthysteresisloopsareanalyzed,finallycombinedwithsmallamplitudeoscillationmethod,allthedynamicderivativesatdifferentheightsarecalculated.Theresultshowthatgroundeffecthasinfluenceonbothsteadyandan—s
5、teadyflowfields,thelifthysteresisloopchangessmallerastheheightlower,whilethemomentdynamicderivativebecomebigger,whichmeansmakinglossonlongitudinaldynamicstability.Thegroundeffectshouldbeconsideredduringunsteadyaerodynamicresearch.Keywords:dynamiccharacteristic;groundeffect;unstead
6、yflow;dynamicderivative;numericalsimulation引言‘了馬赫數(shù)對翼型遲滯效應的影響;張正秋等進一步非定常周期振動是航空航天領域一種很普遍的運研究了不同平均迎角以及振幅下的翼型失速過程。可動形式,其涉及的非定常氣動力特性是目前研究的熱以說,無限空間自由流場中飛行器的非定常振動特性點,對工程型號設計的抖振、顫振等氣彈問題以及飛行的數(shù)值模擬研究已經發(fā)展了一套比較有效的方法。器的動態(tài)特性研究、飛行控制率設計均有指導性意義。近些年來,地效飛行器的研究越來越多。所謂地遲滯現(xiàn)象是非定常效應的一種體現(xiàn),它是非定常運動效?,指的是當飛行
7、器接近地面飛行時,由于地面的存時物體上漩渦運動和物面運動之間存在的時間延遲現(xiàn)在使得繞過飛行器擾動的氣流方向朝著平行于地面的象在氣動力上的反映,國內外很多研究機構及學者對方向改變,從而使得飛行器的流場特性不同于無地面此現(xiàn)象進行了數(shù)值模擬研究。國外KobraGharali?使自由空間流場的現(xiàn)象。前面的研究大多數(shù)都僅限于研用雙時間推進方法對$809風力機翼型的動態(tài)失速特究無限空間自由流場的飛行器動態(tài)特性,而對涉及地性,以及低雷諾數(shù)、高振動頻率的氣動特性進行了研面效應的飛行器非定常流場特性研究很少,葉正寅J究,揭示了此風力機翼型的動態(tài)失速原理;Lawrence曾經
8、使用非定常升力面理論結合鏡像法對地效干擾的w_2對翼型動態(tài)失速過程