弹射救生系统稳定板装置偏航稳定技术研究

论文摘要

本文针对现役人椅系统偏航稳定性较差的现状,以高仿真度的人椅系统三维模型为基础,采用分块结构化网格方法和嵌套网格技术,生成了较高质量的计算网格。同时遵循适当的原则,设计了稳定板的构型方案,选取三个主要参数为变量,借助CFD软件CFD-FASTRAN,采用有限体积法,基于N-S方程、壁面函数、k?ε湍流方程的方法对改装稳定板后的人椅系统进行了大量的静态计算。通过对计算结果的分析,了解了改装各种构型稳定板后人椅系统的气动特性,以及稳定板不同参数变化对人椅系统偏航稳定效果的影响情况,得到了一系列数据。在此基础上,又进行了6DOF动态计算,进一步验证了所设计的稳定板的对人椅系统偏航稳定性的改善效果。计算结果表明,所设计稳定板对偏航稳定性有大幅度的改善作用,并且未对其他气动特性造成破坏性的影响。本文对今后偏航稳定装置型号设计和弹射救生领域气动分析做出了贡献,具有一定的参考和实用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 弹射救生稳定装置技术
• 1.1.1 概述
• 1.1.2 稳定装置介绍
• 1.2 人椅系统气动特性研究
• 1.3 课题背景及主要研究内容
• 第二章 FASTRAN 理论及其解决方案
• 2.1 CFD-FASTRAN
• 2.2 主要功能
• 2.2.1 流动求解器网格类型
• 2.2.2 Overset/Chimera 算法
• 2.2.3 运动模型
• 2.2.4 流动特征
• 2.3 控制方程
• 2.3.1 流动方程假设
• 2.3.2 守恒方程
• 2.4 壁面边界条件
• 2.4.1 无粘壁面
• 2.4.2 粘性壁面
• 2.5 湍流模型
• 2.5.1 Baldwin-Lomax 模型
• 2.5.2 标准k?ε模型
• 2.5.3 k-ω模型
• 2.5.4 Spalart-Allmaras 模型
• 2.6 流场特性数值解法
• 2.6.1 有限体积和空间离散
• 2.6.2 空间数值方法
• 2.6.3 流场求解
• 2.7 小结
• 第三章 稳定板设计和人椅系统几何模型
• 3.1 稳定板设计
• 3.1.1 安装位置
• 3.1.2 外形设计
• 3.1.3 参数选择
• 3.2 人椅系统几何模型介绍
• 3.3 小结
• 第四章 人椅系统及稳定板的结构化网格生成
• 4.1 概述
• 4.2 嵌套网格（Chimera）
• 4.3 人椅系统网格
• 4.3.1 人椅网格
• 4.3.2 稳定板网格
• 4.3.3 静态计算外流场网格
• 4.3.4 6DOF 计算外流场网格
• 4.4 小结
• 第五章 计算结果及分析
• 5.1 主要参数和指标
• 5.1.1 坐标系
• 5.1.2 气动力参数定义
• 5.1.3 主要参数
• 5.1.4 计算状态
• 5.1.5 考察内容
• 5.1.6 人椅系统稳定性
• 5.2 静态计算结果
• 5.2.1 改装稳定板前后数据对比分析
• 5.2.2 稳定板面积影响分析
• 5.2.3 稳定板后侧转动角度影响分析
• 5.2.4 稳定板侧向展开角影响分析
• 5.2.5 静态计算总结
• 5.3 动态计算结果
• 5.3.1 未改装稳定板的人椅系统动态计算
• 5.3.2 改装稳定板的人椅系统动态计算
• 5.4 误差分析
• 5.5 小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 主要工作总结
• 6.2 进一步研究方向
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文