摘要
国内现阶段飞行器阵风响应CFD模拟通常采用网格速度法(FVM),而近年提出的更为准确的速度分裂法(SVM)目前还主要针对刚性飞行器阵风响应分析,本文将SVM拓展至弹性翼型的One-Minus-Cosine阵风响应计算和减缓研究。基于动态网格系统非定常Navier-Stokes方程,将阵风条件下的速度场分解为阵风速度和背景速度的叠加,理论推导出SVM阵风模拟的控制方程,结果表明FVM是SVM忽略源项后的一种近似方法。进而建立起弹性翼型阵风响应预测的CFD/CSD时域耦合算法和基于俯仰控制的阵风响应减缓数值模拟方法。算例分析了NACA0012刚性、弹性翼型的One-Minus-Cosine阵风响应,计算结果与文献数据一致,分析了阵风尺度、黏性和结构弹性对阵风响应的影响。开展了NACA64A010弹性翼型One-Minus-Cosine阵风减缓模拟,结果表明单一的沉浮速度控制输入量更有利于减缓阵风载荷峰值,而沉浮速度、俯仰角相结合的控制输入量则能同时减缓翼型的沉浮和俯仰运动。本文工作为三维飞行器阵风响应和减缓研究奠定了基础。
-
单位工业和信息化部; 南京航空航天大学