细长旋成体亚声速超大攻角非定常流动特性研究

空空导弹作为现代空战的主要攻击手段,要求比目标飞机更高的机动性和敏捷性.新型空空导弹在面对新一代飞机时必须具备全方位攻击能力,尤其对来自后方目标的威胁,则需要更高转弯率和更大机动包络线的航向反转机动等先进高效机动方法.为了保证高效机动的顺利完成,要求导弹在超大攻角(α=0°~180°)范围内具有飞行和机动控制能力.以往对超大攻角流动的观测和研究大多集中在α=40°~60°范围内,最大角度不超过90°.本文采用数值模拟(delayed detached eddy simulation,DDES)与风洞试验(油流显示试验)结合的方法,研究了细长体亚声速下(Ma=0.6)攻角α=0°~180°范围内的瞬时流动特性以及非定常特性.研究表明,数值模拟与油流显示试验获得的物面流线吻合较好,在攻角α=0°~90°范围内,细长体背风侧流动主要为圆柱段引起的集中涡主导,体现为非对称、非定常和涡脱落等流动现象;在攻角α=90°~180°范围内,这时细长体底部朝前,由此带来较大的回流区,回流区内存在较多小尺度旋涡相互作用干扰,随着流动逐渐沿轴向向后发展,背风侧流动逐渐以非对称涡流动为主导.非对称旋涡诱导的物面压力脉动频率St范围St=0.19~0.33,底部回流区诱导的物面压力脉动St范围为St=1.55~1.64.