人椅系统外流场计算

人椅系统外流场计算

论文摘要

人/椅系统的气动特性是进行弹射座椅出舱后稳定性分析、飞行轨迹计算和救生性能分析的重要依据。本文通过求解全可压N-S方程对二维弹射座椅人/椅系统的外流场进行了计算。首先介绍了弹射座椅系统气动特性的研究方法及其应用状况;然后对本文中使用的数值模拟方法进行了讨论,主要包括:Hilgenstock法网格生成技术的应用,合适的可压缩流动 k ?ε湍流模型和壁面函数的选择,同位网格上的可压SIMPLER算法,对流扩散项采用SMART高阶格式以及延迟修正计算,非线性代数方程组采用多重网格法求解;最后采用数值模拟的方法对简化的二维人/椅系统计算模型进行了外流场计算。计算结果表明随飞行马赫数的增加人员头顶处的负压增强,迎风面的压力变大;在相同飞行马赫数下攻角的增大人/椅系统后回流区减小。本文工作的主要特点是采用可压的SIMPLER算法对大钝头体外的流场实施了计算,为今后跨、超音速状态下人/椅系统气动特性的研究打下了基础。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 目录
  • 符号表
  • 第一章 绪论
  • 1.1 弹射救生系统简介
  • 1.2 弹射救生系统的发展简介
  • 1.3 弹射座椅的稳定性
  • 1.4 人/椅系统气动特征的重要性
  • 1.5 研究人/椅系统气动特性的常用方法
  • 1.6 弹射救生领域中CFD的研究现状
  • 1.7 本文主要工作
  • 第二章 数值模拟方法
  • 2.1 网格生成技术
  • 2.2 控制方程
  • 2.2.1 可压流体的质量加权时均N ? S 方程
  • 2.2.2 可压流体的k? ε两方程模型
  • 2.3 壁面函数法
  • 2.4 可压缩流动数值计算的SIMPLE方法
  • 2.5 数值方法
  • 2.5.1 SIP方法
  • 第三章 人/椅系统外流场的数值模拟
  • 3.1 二维半圆柱外绕流的数值模拟
  • 3.1.1 数值模拟方法
  • 3.1.2 边界条件
  • 3.1.3 计算结果
  • 3.2 人/椅系统外绕流的数值模拟
  • 3.2.1 人/椅系统几何模型的简化
  • 3.2.2 计算对象
  • 3.2.3 数值计算方法
  • 3.2.4 边界条件
  • 3.2.5 计算结果及分析
  • 第四章 结论与展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 研究生期间发表的论文
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