| 飞行器双自由度耦合振荡的数值模拟方法 |
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| 引用本文： | 肖中云,刘刚,江雄,王建涛.飞行器双自由度耦合振荡的数值模拟方法[J].航空学报,2017,38(11). |
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| 作者姓名： | 肖中云 刘刚 江雄 王建涛 |
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| 作者单位： | 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所,绵阳,621000 |
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| 基金项目： | 国家"973"计划,国家自然科学基金,国家重点研发计划(2016YFB0200704) National Basic Research Program of China,National Natural Science Foundation of China,Nation-al Key Research and Development Program |
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| 摘 要： | 针对模拟双自由度(2DOF)运动的"PQR"强迫振荡试验装置,通过坐标变换,将机构运动转化为空间欧拉角进行表示,实现对机构俯仰/偏航、俯仰/滚转和偏航/滚转等3种耦合运动的统一描述,采用预定运动轨迹的动网格计算技术,构造了基于非定常雷诺平均Navier-Stokes(URANS)方程的飞行器双自由度振荡数值模拟方法。围绕某复杂构型飞行器低速流动,在模型迎角10°、滚转角±40°、偏航角±40°振荡预设条件下分别对单自由度偏航、滚转振荡和双自由度偏航/滚转振荡进行了模拟,得到的气动系数迟滞回线在形态和量值上与风洞试验结果吻合,证明当前方法可以作为飞行器复杂耦合运动的一种有效研究手段。针对偏航/滚转耦合振荡,从运动形式和气动特性上与单独偏航、滚转运动进行了对比分析,结果表明,耦合运动在气流角、绕体轴的旋转角速度等方面与单自由度叠加效果不同,力矩系数迟滞回线存在曲线交叉的现象,表现出与单自由度振荡不同的阻尼特性。在当前模拟状态下,偏航/滚转振荡流场以横向分离涡运动为主要特征,可以推测大迎角情况下纵横向分离涡流动结构更加复杂,耦合作用更强,需要进一步在分离流模拟方法上开展研究。
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| 关 键 词： | 双自由度 大幅振荡 耦合运动 非定常 数值模拟 |
Numerical simulation methods for 2DOF coupled oscillations of aircraft |
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| XIAO Zhongyun,LIU Gang,JIANG Xiong,WANG Jiantao.Numerical simulation methods for 2DOF coupled oscillations of aircraft[J].Acta Aeronautica et Astronautica Sinica,2017,38(11). |
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| Authors: | XIAO Zhongyun LIU Gang JIANG Xiong WANG Jiantao |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | 2DOF large amplitude oscillation coupled motion unsteady numerical simulation |
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