大型客机远场阻力分解方法验证研究

基于动量定理推导了远场阻力分解方法,发展了一套高精度流场阻力辨识和分解后置处理工具Mfd3。通过对计算流场区域有效辨识,采用域积分方式获取阻力各组分的精确估计,包括激波阻力、粘性阻力、诱导阻力和数值耗散阻力,从而克服传统近场阻力积分方法无法消除CFD数值耗散的影响以及无法反映阻力产生的物理机制等缺点。翼身组合体标模计算结果表明:远场阻力分解方法能够清楚地给出由粘性和激波产生的熵增分布,并能识别出各自的贡献区域;同近场阻力积分方法相比,远场阻力积分方法不仅可以消除数值耗散阻力从而提高阻力的计算精度,而且还能获取阻力构成分量,便于分析阻力产生的机理,并能进一步用于工业部门获取减阻的细致物理机制。

翼身组合体气动力计算研究

采用求解Euler方程结合附面层修正的方法在结构网格上对翼身组合体跨音速流场进行了数值模拟。附面层方程的求解应用Whitfield提出的动量积分方程和平均流动能积分方程,为了保持Euler方程求解过程中计算网格的固定性,用加在物面上的溢出速度来模拟附面层效应。针对传统的近场方法计算阻力,计算精度较低、误差较大并且不能给出各阻力分量值的缺点,将基于动量定理的远场方法用于飞机的阻力估算,采用远场法将阻力分解为:粘性阻力,激波阻力,诱导阻力,并对各个分量分别进行了求解,将计算结果与近场法以及风洞实验值做了比较。以DLR-F4翼身组合体为考核算例,对所述方法进行了验证,结果显示远场法的计算结果与风洞实验值吻合的很好。

定常升阻力:基础理论的主流演化

本文专注于飞行器定常绕流升阻力的关键物理机理和精确理论。自古以来,人类对飞得更高、更快、更远的梦想和追求从未停止。从20世纪初莱特兄弟实现载人动力飞行和Kutta-Joukowski升力公式问世开始,空气动力学理论经历了一个多世纪的曲折探索,从无黏到有黏、从定常到非定常、从不可压到可压缩、从近似到精确,已经发展出众多关于升力和阻力的理论,在实践中得到了多方面的充分检验,为航空航天、流体机械、风工程等众多应用领域提供了不可或缺的基础保证。