钻石背弹翼的静气动弹性研究

使用动网格技术耦合结构模型和气动模型,利用逐次迭代法计算钻石背弹翼的气动弹性变形.使用模态法构造结构模型,求解N-S方程计算气动力.计算了不同刚度弹翼的气动弹性变形以及变形对气动特性的影响并与实验结果对比.结果表明:钻石背弹翼的气动弹性变形量越大,其法向力越小;柔性钻石背弹翼小直径炸弹的法向力大小以及随攻角变化趋势与计算风洞实验结果接近;钻石背弹翼两侧非对称变形会引起滚转力矩,并且滚转力矩随攻角增大而增大.

“钻石背”弹翼颤振的数值计算

研究“钻石背”弹翼的颤振特性.采用Newmark算法简化颤振方程,耦合结构模型和非定常Navier-Stokes模型在时域内求解颤振方程.使用FLUENT 6.2软件求解非定常Navier-Stokes方程,得到非定常气动力;使用NASTRAN软件弹翼进行结构分析.用AGARD 445.6翼算例验证了计算方法的可行性,进行了“钻石背”弹翼的颤振特性计算,得到了颤振速度和颤振频率.

小直径炸弹(SDB)气动力问题

小直径炸弹是低成本精确打击武器,它的射程远、体积小、精度高,可实现远距离多目标精确打击。采用前、后翼条饺接串联的桁架式钻石背形弹翼,收拢状态紧凑,适于载机内挂;展开状态升阻比高,增程效果好,且强度、刚度特性好。建议采用理论分析、数值模拟与风洞实验相结合的方法对桁架式钻石背形弹翼的增升机理及其气动特性进行认真研究。

钻石背弹翼外形参数对气动特性的影响

定义了描述钻石背弹翼平面形状的2个几何参数,采用模块化方法设计了一组风洞实验模型,进行了风洞测力实验,研究了前、后翼条高度差及其间距对钻石背弹翼气动特性的影响.实验结果表明,前翼条高、后翼条低配置的钻石背弹翼的升力、升阻比比前翼条低后翼条高配置的钻石背弹翼的升力、升阻比大;前后翼条间距对钻石背弹翼气动特性的影响较小.

增程制导航弹绕流场数值模拟

研究某增程制导航弹绕流场的结构,为气动特性分析和外形改进提供依据。以三维N-S方程为主控方程,引入S-A一方程湍流模型,对某增程制导航弹的绕流场进行了数值模拟,给出了流场图像和气动特性计算结果,并将CFD计算结果与试验结果进行了比较分析。CFD计算结果与试验结果吻合良好,验证了所采用CFD方法的准确性和有效性,数值模拟结果已得到应用。

钻石背弹翼气动特性风洞实验研究

采用模块化方法设计了一组具有“钻石背”弹翼的风洞实验模型，进行了六分量测力实验，实验马赫数范围为Ma=0．4～0．8，攻角范围为-2°～12°，俯仰控制舵偏角为-5°，实验结果表明：“钻石背”弹翼能提供较大的升力，具有“钻石背”弹翼的飞行器升阻比可达5以上，有很强的滑翔增程能力，适用于无动力制导炸弹的滑翔增程；攻角〉6°时，升力随攻角变化曲线的当地斜率迅速降低，应按最大升阻比选择滑翔飞行的攻角。

“钻石背”前后翼高度差对气动特性影响的数值模拟研究

在"钻石背"形翼几何外形及设计参数的基础上,选用NACA6411翼型,建立二维计算模型进行数值模拟,研究前后翼垂直高度差ΔH对低雷诺数下"钻石背"形翼气动特性的影响。结果表明,采用Transition SST湍流模型所得结果具有高的准确性和可信性;ΔH对气动特性的影响,在前后翼前缘间距约为前翼弦长的1.5倍附近,出现变化趋势反转的现象;优化气动布局的有效方法之一是合理选取ΔH和前后翼梢弦前缘间距d的设计值,在计算范围内,取ΔH=22 mm和d=100 mm,既能达到优化效果,又便于工程实际应用。

巡飞弹钻石背折叠翼结构优化设计

对某型巡飞弹的钻石背弹翼进行了结构优化,将前翼的翼尖变形最小做为优化目标,取后翼长度及其与前翼连结点做为设计变量;将前、后翼近似简化为受均布线载荷作用的两根铰链悬臂梁,通过对此超静定结构的受力分析,建立了优化目标与设计变量之间的函数表达式,导出其优化数学模型,分别采用复形调优法与遗传算法进行迭代计算,代入约束条件,得出了最优结果;结果表明,最优时后翼的前掠角非常小,采用钻石背弹翼既能有效的提高升力,也能大幅减小弹簧的结构变形,是非常优良的结构布局形式。