斜板表面运动机翼气动力性能的研究

论文摘要

在斜板表面和常规平板表面上运动的机翼的气动力性能有所不同。本文着重研究了不同情况下斜板表面运动机翼的气动力性能，采用数值计算的方法，应用Fluent中的动网格技术模拟计算了在不同情况下的NACA0012机翼运动的全过程。由于机翼运动速度是从0m／s到100m／s，马赫数小于0.3，因此视空气为不可压流体。数值计算中动网格采用非结构网格。湍流模型使用标准κ-ε模型。在论文中研究了有无斜板、不同迎风速度、不同斜板运动速度、不同斜板上翘角度四种情况下运动机翼的气动力性能。计算结果表明，无斜板时地效对机翼的气动力作用大于有斜板时地效对机翼的气动力作用，即无斜板时机翼的升力系数较大、阻力系数较小；在迎风速度为0m／s、5m／s、10m／s、15m／s、20m／s五种情况下，迎风速度越大机翼的气动性能越好；不同斜板运动速度情况下，斜板运动速度增大，相当于迎风速度增大，因此斜板运动速度越大，机翼的气动性能越好；在斜板上翘角度为8°、10°、12°、14°、16°的几种情况下，计算得到斜板上翘角度小于等于8°时，对飞机起飞性能会产生不利的影响，上翘角度在10°～14°范围内，有利于飞机起飞，而大于等于16°时，机翼的气动力性能很差，对飞机安全起飞最不利。因此，实际情况中要使飞机在斜板上起飞时达到最好的起飞性能，需要综合考虑飞机的气动力性能和斜板上翘角度的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 机翼的应用与发展
• 1.2 本课题研究目的及意义
• 1.3 国内外发展和研究概况
• 1.4 本文的主要工作
• 第2章 机翼空气动力学原理
• 2.1 机翼的升力
• 2.1.1 机翼升力的产生
• 2.1.2 升力公式
• 2.1.3 影响机翼升力的因素
• 2.2 机翼的阻力
• 2.2.1 摩擦阻力
• 2.2.2 压差阻力
• 2.2.3 诱导阻力
• 2.2.4 干扰阻力
• 2.2.5 阻力公式
• 2.3 机翼的升力特性
• 2.4 机翼的阻力特性
• 2.5 升阻比特性
• 2.6 地面效应
• 2.7 本章小结
• 第3章 数值计算方法
• 3.1 控制方程
• 3.2 网格划分
• 3.2.1 有限体积法
• 3.2.2 非结构网格
• 3.2.3 动网格技术
• 3.3 控制方程的离散
• 3.4 算法
• 3.4.1 速度修正方程的建立
• 3.4.2 压力修正方程建立
• 3.4.3 SIMPLE算法的计算步骤
• 3.5 湍流理论
• 3.5.1 湍流流动的特征
• 3.5.2 湍流的数值模拟方法简介
• 3.6 本文的研究方法
• 3.7 本章小结
• 第4章 数值模拟计算结果及分析
• 4.1 物理模型及网格划分
• 4.2 数值计算结果及分析
• 4.2.1 计算值与实验值的比较
• 4.2.2 斜板对运动机翼气动力性能的影响
• 4.2.3 迎风速度对运动机翼气动力性能的影响
• 4.2.4 斜板运动速度对机翼气动性能的影响
• 4.2.5 斜板上翘角度对运动机翼气动力性能的影响
• 4.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的研究成果
• 致谢