格栅尾翼布局轨控干扰性能研究

针对喷口与格栅翼不同布局的轨控喷流气动干扰问题,使用计算流体力学(CFD)方法计算了典型工况的无喷、喷流全弹主要气动分量和部件气动力。对比了不同轨控喷流方向与格栅周向位置组合的纵向和横向气动干扰。研究结果表明:纵向喷流时,周向相同型(×-×)布局和周向交错型(×-+)布局都会产生较大的俯仰干扰力矩,主要由弹身产生;横侧向喷流时,×-+布局会产生较大的滚转干扰力矩,喷流导致的左右格栅受力不对称产生,×-×布局不产生该力矩。×-×布局的综合干扰性能优于×-+布局。

格栅尾翼布局的姿轨控直接力气动力特性研究

针对防空反导拦截导弹拦截高突防能力目标的需求,研究了格栅翼与直接力控制结合使用的创新型导弹布局的气动性能。使用计算流体力学(CFD)方法计算了新型布局在不同姿轨控组合喷流时的气动干扰特性,对比研究了典型设计点的无喷、单喷口喷流、组合喷流的全弹主要气动分量和部件气动力。研究结果表明:格栅翼应用于高空高速的弹道末端时,格栅内部不会出现壅塞现象;组合喷流的姿轨控可解耦,在气动力数学模型建模时可以主要针对轨控的气动干扰量进行建模,从而极大的简化气动数学模型,减少型号研制成本。研究结论可推广到一般的在弹道末端纯直接力控制的布局气动力数学建模中。

考虑土-结构相互作用的大型风电结构地震响应分析

为研究地震易发区土-结构相互作用(SSI效应)对大型风电结构地震响应的影响程度,该文以某2.5MW大型风电结构为对象,首先建立其“叶片-机舱-塔架-基础-土体”耦合的精细化整体有限元模型,并基于场地土特性设置土体参数。其次,利用PEER数据库选取四种不同类型地震动,在考虑土体非线性特征的基础上,通过EERA程序得到实际土层底部的地震动加速度时程序列。最后,以风电结构塔顶位移、塔身应力、加速度及塔底内力响应为地震响应的分析指标。结果表明:远场地震动作用下大型风电结构动力响应较近场地震动作用下更大;考虑SSI效应会降低风电结构的自振频率,使塔顶相对位移时程出现不平稳现象,并更易激发结构高阶振型;在高频成分显著的近场非脉冲型地震动作用下,考虑SSI效应前后风电结构塔身最大应力以及塔底最大剪力与弯矩差异较大。在以后大型风电结构的设计中应更加细致地考虑SSI效应的影响,尤其是在高频地震作用下。

高马赫数钝头体气动/传热一体化计算方法研究

使用CFD方法计算了钝头体表面热流分布,与试验数据进行了对比,验证了方法的可靠性。分别使用迭代耦合和单向求解的方法计算了不同时刻结构内部的温度分布:迭代耦合方法通过单个时间步内流场和结构之间的互相数据交换,完成气动-传热一体化计算;单向求解通过CFD计算得到物体表面气动加热情况,再通过结构传热求得结构内部温度分布。计算结果表明:钝头体驻点位置受到气动加热效应最严重;迭代耦合计算方法相比于单向求解方法计算得到的结构温度更接近实际值。