前体尾流对降落伞工作性能的影响

为研究前体尾流对降落伞工作性能的非定常影响,基于Realizable k-ε湍流模型采用PISO算法开展了物伞系统的非定常绕流数值计算,获得了精细的流场旋涡结构。在此基础上,研究了不同拖曳比下物伞系统的尾涡演变规律、流场分布规律以及伞衣气动特性变化。结果表明:前体尾涡导致伞衣入口处的涡量大小和方向时刻变化,随拖曳比增加,涡量黏性耗散增强,进入伞衣的旋涡强度逐渐减弱,伞衣入口形成稳定的负涡量区,伞衣尾涡脱离周期随之延长;拖曳比对尾涡区后端(伞衣入口处)流场压力的影响远大于前端,随拖曳比增加,流动形式逐渐由闭式转变为开式,流场的速度分布和压力分布更为对称,伞衣入口形成稳定的正压区,内外压差增加;当拖曳比大于9时,前体尾流对降落伞阻力系数和表面压强系数的影响减小。

舰载雷伞系统落点误差修正方法

为了修正舰船运动和海风引起的落点误差,首先建立了雷伞系统各阶段动力学模型并进行了编程计算,通过与试验结果的对比验证了动力学模型的准确性。之后,将发射方向和分离时间作为控制量,基于泰勒级数理论推导了落点误差与控制量之间的关系,提出了一种新的雷伞系统落点误差的修正方法。通过算例验证,该方法所得到的控制参数能够有效地修正雷伞系统的落点误差。同时,针对典型工况开展了本文方法与改进的多目标粒子群轨迹优化算法的对比研究,发现本文方法比改进的多目标粒子群优化算法拥有更快的收敛速度、更高的收敛精度和更少的计算消耗,可以对由舰船运动和海风引起的雷伞系统落点误差进行实时准确地修正,从而提高舰船发射布雷的精度。

帆片结构张满度变化对环帆伞气动性能的影响

该文以某型环帆伞为研究对象,基于稳降状态下环帆伞的气动外形建立了伞衣绕流流场数值模型,通过对不同帆片排气方向下环帆伞尾流、伞衣缝射流和伞衣表面压力等进行研究,分析帆片结构对环帆伞减速及稳定性能的影响及其原理,在此基础上探究了张满度变化对环帆伞气动性能的影响。结果表明:向上排气结构环帆伞受通过月牙缝顺流气柱的作用,轴向阻力减小,但偏离平衡位置时伞衣获得恢复力矩,因此与向下排气伞衣相比,阻力系数减小,稳定性增强;随着帆片结构张满度的增加,向上排气伞衣阻力系数增大,向下排气伞衣阻力系数减小;2种排气方向的环帆伞均存在稳定性能最优的张满度值。研究结果对改进环帆伞设计提供了一定的理论参考。

伞衣织物微孔射流透气特性

为研究伞衣微孔透气结构的射流特性,该文基于TexGen建立了2种织物的微观模型,采用计算流体动力学(computational fluid dynamics, CFD)技术开展了不同压差下的孔隙射流流场研究,探究了沿孔隙中心轴线速度和压力的变化规律。结果表明:不同孔隙结构织物均有相似的流场分布规律,孔隙射流存在速度增幅区、速度衰减区、尾流衰减区和尾流过渡区4个区域;沿轴向的速度、压力梯度主要出现在速度增幅区和速度衰减区;中心轴线的最大速度点和最小压强点均位于孔隙喉部后方约0.145t(t为织物厚度)处;尾流衰减区的流动特性不受内外压差的影响,当压差大于200 Pa时,织物孔隙内和尾流场的流动特征参数变化仅由织物结构决定。结合射流区长度与织物透气量间的指数衰减关系提出了普适的射流影响域模型。该文研究方法对探究透气降落伞的精细尾流结构,提高透流伞衣流场模型的准确性具有重要意义。