全动舵铰链力矩计算的CFD数值仿真

在飞行器设计初期,舵面铰链力矩的预测主要依靠理论估算和试验测量的方法取得,随着CFD技术的发展,运用数值模拟方法预测舵面铰链力矩成为现实。使用二阶精度的Harten-Yee空间离散格式和LU-SGS隐式时间推进方法计算了单独舵面以及弹身-舵面组合体外形的超音速绕流流场特性,并通过积分计算了单独舵面以及舵体组合体的压心位置和铰链力矩。考察了在不同来流马赫数、攻角和舵偏角状态下的压心位置和铰链力矩的变化。计算铰链力矩时用了两种不同的方法,第一种是直接对铰链轴进行压强积分计算,第二种方法是先求出压心位置和法向力,然后再计算铰链力矩,并对两种方法进行了对比分析。计算结果表明两种计算方法所得结果比较接近,验证了数值仿真的可行性,对舵面铰链力矩预测有很好的指导意义。