文章针对高超声速可变形减速器的飞行稳定性预测及回收着陆需求,研究表面结构变形对减速器气动特性的影响效应,重点分析了高度10~50 km、Ma=0.15~4.6关键速域内的静、动态气动特性变化。文章采用求解雷诺平均Navier-Stokes方程(Reynolds...文章针对高超声速可变形减速器的飞行稳定性预测及回收着陆需求,研究表面结构变形对减速器气动特性的影响效应,重点分析了高度10~50 km、Ma=0.15~4.6关键速域内的静、动态气动特性变化。文章采用求解雷诺平均Navier-Stokes方程(Reynolds average Navier-Stokes,RANS)的数值模拟方法,获得了有无表面结构变形减速器的流场和气动参数。定常计算结果表明:变形效应导致飞行器迎风面存在局部的小尺度流动分离,变形后外形的气动阻力增加。结合刚性动网格技术的俯仰强迫振动,计算结果表明:减速器的动态稳定性受到迎风面高压及背风面分离涡结构的共同作用,迎风面的高气动压力载荷占主导作用,使得减速器的动态稳定性增强;背风面的涡结构导致动态稳定性减弱;轴对称分布的表面结构变形整体上增强了减速器的动态稳定性。展开更多
将FFD(Free Form Deformation)自由变形法与无限插值动网格方法相结合,发展了一种飞行器参数化建模和网格生成方法。二维和三维的实例显示自由变形之后得到的飞行器几何外形及其对应的网格能保持平滑光顺,验证了方法的有效性。在此基础...将FFD(Free Form Deformation)自由变形法与无限插值动网格方法相结合,发展了一种飞行器参数化建模和网格生成方法。二维和三维的实例显示自由变形之后得到的飞行器几何外形及其对应的网格能保持平滑光顺,验证了方法的有效性。在此基础上,结合径向基函数代理模型和CFD技术发展了一套优化设计方法并对高超声速升力体外形进行了气动优化。基于自适应模拟退火算法的单目标优化表明,在保持原有外形体积不减小的情况下,升阻比提高了1.28%;基于NSGA-II的多目标优化得到了飞行器升阻比和体积的最优解集,典型优化外形的升阻比和体积分别提高了2.93%和2.49%。升力体的优化结果表明了FFD方法的有效性和优化设计方法的实用性。展开更多
文摘文章针对高超声速可变形减速器的飞行稳定性预测及回收着陆需求,研究表面结构变形对减速器气动特性的影响效应,重点分析了高度10~50 km、Ma=0.15~4.6关键速域内的静、动态气动特性变化。文章采用求解雷诺平均Navier-Stokes方程(Reynolds average Navier-Stokes,RANS)的数值模拟方法,获得了有无表面结构变形减速器的流场和气动参数。定常计算结果表明:变形效应导致飞行器迎风面存在局部的小尺度流动分离,变形后外形的气动阻力增加。结合刚性动网格技术的俯仰强迫振动,计算结果表明:减速器的动态稳定性受到迎风面高压及背风面分离涡结构的共同作用,迎风面的高气动压力载荷占主导作用,使得减速器的动态稳定性增强;背风面的涡结构导致动态稳定性减弱;轴对称分布的表面结构变形整体上增强了减速器的动态稳定性。
文摘将FFD(Free Form Deformation)自由变形法与无限插值动网格方法相结合,发展了一种飞行器参数化建模和网格生成方法。二维和三维的实例显示自由变形之后得到的飞行器几何外形及其对应的网格能保持平滑光顺,验证了方法的有效性。在此基础上,结合径向基函数代理模型和CFD技术发展了一套优化设计方法并对高超声速升力体外形进行了气动优化。基于自适应模拟退火算法的单目标优化表明,在保持原有外形体积不减小的情况下,升阻比提高了1.28%;基于NSGA-II的多目标优化得到了飞行器升阻比和体积的最优解集,典型优化外形的升阻比和体积分别提高了2.93%和2.49%。升力体的优化结果表明了FFD方法的有效性和优化设计方法的实用性。
