阻力分析与减阻设计.ppt

1、阻力特性分析 与减阻措施研究 西北工业大学 2004.11,1、研究方法,采用N-S方程数值模拟和跨、超音速面积律设计相结合的综合研究方法。 对基础外形阻力特性进行数值计算； 分析流场特性，提出减阻措施； 采用跨、超音速面积律进行修形设计； 对修形外形进行阻力特性数值分析，验证 修形措施的可行性。,2.1 数值计算方法,1）控制方程 采用NS方程为控制方程。 2）湍流模型 采用两方程k-湍流模型模拟动力粘性。 3）网格 亚音速：非结构网格，约100万； 超音速：结构与非结构混合网格，约370万； 局部加密。,2.2 网格,亚音速对称面网格,2.2 网格,亚音速机身表面局部网格,2.2 网格,跨

2、、超音速对称面网格,2.2 网格,跨、超音速机身表面网格,采用N-S方程数值计算方法进行气动力和流场计算， 可提供比面积律更为精准的气动力信息； 基于面积律概念，根据基本外形压力分布和流场特 性，分析计算结果与面积分布之间的联系，找出影 响气动力的因素，再依据工程实现的可行性，进行 飞机外形的修形。,2.3 面积率设计,高度：H = 11km； 速度：M = 0.6、0.8、0.95、1.05、1.1、1.3、1.5、1.8； 迎角： 亚音速：= -426、= 2； 跨音速：= -416、= 2； 超音速：= -412、= 2。,2.4 研究条件,3、结果与分析,3.1 外形对零升阻力影响,亚

3、音速：变化不大。 BDF： 跨音速67； 超音速3。 RSDF： 跨音速57； 超音速46。 Cd0最小,3.1 外形对零升阻力影响（截面积影响）,两个极大S与极小值s (1.58.0m、521框) BDF： S1S2；s1不光滑； SDF： S1 S2；s1光滑； RSDF： S1 S2；s1光滑； S - s； S1 S2。,3.1 外形对零升阻力影响（压力）,BDF RSDF,SDF,3.1 外形对零升阻力影响（压力）,BDF RSDF,SDF,3.2 外形对升阻性能影响,RSDF SDF46%,RSDF SDF 跨音速25%； 超音速12。,RSDF SDF 24,3.2 外形对升阻性

4、能影响,3.2 外形对升阻性能影响,3.3 外形对俯仰性能影响,RSDF 提供+CM0,静稳定性：RSDF SDF,4、建议,1）对鸭翼根部进行修形。 鸭翼根部近平直段存在高压区， 带来阻力增加。,4、建议,2）进气道可进一步后移。 S1 S2；s1光滑； S2 - s凹坑 ； S1 S2。 跨超阻力特性明显改善； 升力与俯仰特性略有改善，至少没有变差。 3）减小进气道迎风面积， S1 S2；截面积分布更加合理。,4）腹部进气道布置 减小鸭翼、主翼、侧板与进气道之间干扰，截面积分布更合理。,1）零升阻力（与SDF比） 亚音速：差异很小； 跨音速：BDF降低67； RSDF减小57。 超音速：BDF增加3; RSDF减小46。 RSDF零升阻力最小。 2）进气道后移1330修形方案，跨超音速气动性能全面改善: 诱导阻力因子：减小46%； 升力线效率：跨音速增加25%，超音速约增加12； 最大升阻比：跨、超