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通气条件下带栅格翼水下航行体数值仿真研究
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作者 陈泰然 胡宏伟 +2 位作者 谭树林 杨国欣 何燕飞 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期501-511,共11页
栅格翼可通过自身受到的流体力改善水下航行体姿态,通气技术可以通过改善水下航行体表面流体载荷稳定其姿态,将通气技术应用于带栅格翼航行体有望大幅提高航行体水下垂直运动的稳定性.文中采用重叠网格技术和六自由度求解器对水下航行... 栅格翼可通过自身受到的流体力改善水下航行体姿态,通气技术可以通过改善水下航行体表面流体载荷稳定其姿态,将通气技术应用于带栅格翼航行体有望大幅提高航行体水下垂直运动的稳定性.文中采用重叠网格技术和六自由度求解器对水下航行体运动和流场演化进行了数值模拟,通过与实验结果对比验证了所采用数值计算方法的准确性,分别探究了航行体安装栅格翼和通气以及不同通气率对带栅格翼水下航行体运动稳定性的影响.结果表明:通气和安装栅格翼可以降低航行体水下运动时的偏转角,有利于提高其运动稳定性,其中栅格翼的作用更明显.带栅格翼航行体随着通气率的增加,偏转角减小,当通气空泡长度发展到航行体质心位置以下时,产生与偏转角方向相反的回正力矩,当通气空泡将栅格翼包裹,栅格翼对航行体稳定作用失效,这对通气条件下水下航行体加装栅格翼具有重要的指导意义. 展开更多
关键词 水下航行体 栅格翼 通气空化 通气率 水动力
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基于负压梯度翼型栅格翼设计与水中数值分析 被引量:1
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作者 朱滢铧 邹志辉 +2 位作者 李洋 沈乐 蒋运华 《弹道学报》 CSCD 北大核心 2023年第1期52-59,共8页
为改善栅格翼的水动力性能,基于流动不分离理论设计了负压梯度翼型,并将其运用于栅格翼的设计;数值模拟研究了该翼型与NACA0015翼型在一定的空化数和攻角条件下的升阻及压力分布特性;探究了3种叶片间距的负压梯度翼型栅格翼在不同攻角... 为改善栅格翼的水动力性能,基于流动不分离理论设计了负压梯度翼型,并将其运用于栅格翼的设计;数值模拟研究了该翼型与NACA0015翼型在一定的空化数和攻角条件下的升阻及压力分布特性;探究了3种叶片间距的负压梯度翼型栅格翼在不同攻角下的升阻、压力及空泡几何形状。结果表明,含攻角时,该翼型对应的临界空化数要比NACA0015的小,但二者升阻系数基本一致;小攻角情况下,栅格翼叶片数量增加时升力会趋于一常值,但阻力会不断增加;大攻角情况下,叶片数量的增加会导致升力和阻力均明显增加。对于同一叶片间距的栅格翼,攻角越大,栅格翼叶片由上至下空泡的长度和厚度减小的速率越大。对于不同叶片间距的栅格翼,叶片数量越大,各个叶片的压力干扰越剧烈,压差阻力越大,导致升阻比降低。同时,剧烈的压力干扰会导致栅格翼的空泡长度增加。因此,在满足水动力特性要求时,基于该文翼型设计负压梯度翼型栅格翼应尽量减少叶片数量。 展开更多
关键词 负压梯度 不分离流动 栅格翼 水动力特性
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基于结构网格的栅格翼子弹翼身组合体气动特性
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作者 田霖 樊文鹏 +3 位作者 于建军 杜云鹏 郭光全 唐宏 《科技风》 2023年第8期158-162,共5页
对于不同结构形式的栅格翼,采用了分块结构网格生成策略,通过求解N-S方程对栅格翼子弹翼身组合体的亚声速和跨声速绕流流场进行了数值模拟,获得了栅格翼子弹翼身组合体在不同类型尾翼影响下的亚声速和跨声速气动特性,并与刀形翼子弹翼... 对于不同结构形式的栅格翼,采用了分块结构网格生成策略,通过求解N-S方程对栅格翼子弹翼身组合体的亚声速和跨声速绕流流场进行了数值模拟,获得了栅格翼子弹翼身组合体在不同类型尾翼影响下的亚声速和跨声速气动特性,并与刀形翼子弹翼身组合体的气动特性进行了对比。计算结果表明:栅格翼子弹翼身组合体的飞行稳定性和法向力特性优于刀形翼子弹翼身组合体,其中斜置栅格翼模型的飞行稳定性和法向力特性均为最优;栅格翼子弹翼身组合体的轴向力系数大于刀形翼子弹翼身组合体,斜置栅格翼模型轴向力最大。 展开更多
关键词 子弹身组合体 栅格翼 多块结构网格 气动特性 数值模拟
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混合网格方法在栅格翼数值模拟中的应用研究 被引量:11
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作者 刘刚 肖中云 +1 位作者 江雄 牟斌 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期277-280,共4页
栅格翼是采用一种蜂房结构设计的升力面和控制面,和传统舵面相比具有铰链力矩小、能在较大攻角下保持升力等特点,并得到了越来越广泛的应用。由于栅格尾翼的特殊结构,网格生成具有很大的难度。本文采用了结构、非结构混合网格的办法,在... 栅格翼是采用一种蜂房结构设计的升力面和控制面,和传统舵面相比具有铰链力矩小、能在较大攻角下保持升力等特点,并得到了越来越广泛的应用。由于栅格尾翼的特殊结构,网格生成具有很大的难度。本文采用了结构、非结构混合网格的办法,在弹体和栅格翼的物面附近区域,生成适合粘性计算的大长宽比的结构网格,弹体网格和栅格翼网格之间采用非结构网格进行填充,满足非结构网格和结构网格交接面的完全对接。本文基于结构/非结构网格体系采用有限体积方法求解NS方程,对不同舵偏角下的栅格翼构形进行了数值模拟,并通过实验结果对数值方法进行了验证。 展开更多
关键词 混合网格 栅格翼 数值模拟 N-S方程
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结构/非结构混合网格数值模拟栅格翼 被引量:10
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作者 吴晓军 马明生 +1 位作者 邓有奇 马自华 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第4期419-424,共6页
为了详细了解栅格翼内部的流动特性,设计满足飞行器性能要求的栅格翼,本文开展了多种不同单栅格外形的气动特性数值计算,对单个栅格的外形进行了初步选型研究;然后采用结构网格、结构与非结构混合网格求解NS方程,对带有两片栅格翼的导... 为了详细了解栅格翼内部的流动特性,设计满足飞行器性能要求的栅格翼,本文开展了多种不同单栅格外形的气动特性数值计算,对单个栅格的外形进行了初步选型研究;然后采用结构网格、结构与非结构混合网格求解NS方程,对带有两片栅格翼的导弹进行了数值模拟,结构网格计算结果与结构非结构混合网格计算结果一致,并与国外文献的计算结果和风洞试验结果进行了对比,三者的结果吻合较好。采用混合网格比结构网格的网格规模小许多,可以节省大量计算机内存和计算时间,是一种比较好的栅格翼数值模拟方法。 展开更多
关键词 栅格翼 长高比 激波反射 MUSCL方法
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曲面形栅格翼气动特性研究 被引量:6
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作者 李永红 黄勇 +1 位作者 陈建中 苏继川 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2016年第4期536-540,共5页
与常规栅格翼布局相比,曲面形栅格翼布局减小了栅格翼翼元的等固壁通道的长度,从而有效降低了翼元内气流的壅塞,另外,这种栅格翼布局结构简单,易于折叠,减小了飞行器的轮廓尺寸,具有很好的工程应用前景。本文通过数值模拟方法,在亚、跨... 与常规栅格翼布局相比,曲面形栅格翼布局减小了栅格翼翼元的等固壁通道的长度,从而有效降低了翼元内气流的壅塞,另外,这种栅格翼布局结构简单,易于折叠,减小了飞行器的轮廓尺寸,具有很好的工程应用前景。本文通过数值模拟方法,在亚、跨、超声速条件下,研究了曲面形栅格翼布局的减阻效果和减阻机理,对比了曲面形栅格翼和常规后掠形栅格翼布局的减阻效果,并对不同迎风方式的曲面形栅格翼气动特性进行了分析。 展开更多
关键词 栅格翼 曲面形 后掠形 减阻效果 数值模拟
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栅格翼在减小火箭残骸落点散布上的应用 被引量:6
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作者 贾洪印 徐明兴 +2 位作者 张培红 吴晓军 和争春 《航天返回与遥感》 CSCD 2018年第6期21-29,共9页
文章利用栅格翼高气动效率、高阻力的特点,探索其在火箭芯一级残骸落点散布控制上的应用。首先介绍了栅格翼气动性能分析采用的数值模拟方法,通过与试验数据对比,验证了方法的可靠性。针对火箭芯一级箭体,开展了栅格翼设计研究,给出了... 文章利用栅格翼高气动效率、高阻力的特点,探索其在火箭芯一级残骸落点散布控制上的应用。首先介绍了栅格翼气动性能分析采用的数值模拟方法,通过与试验数据对比,验证了方法的可靠性。针对火箭芯一级箭体,开展了栅格翼设计研究,给出了详细的栅格翼几何尺寸,分析了其在亚跨超声速阶段气动性能,通过6自由度蒙特卡罗弹道拉偏仿真,对比了栅格翼安装前后火箭芯一级残骸落点散布范围。结果表明,火箭芯一级加装栅格翼后,上升段折叠安装,阻力增量较小,超声速阶段阻力增量2%以内;再入段栅格翼打开,小迎角范围内火箭芯一级残骸压心后移明显,气动稳定性增强;芯一级残骸进入大气层后飞行姿态迅速振荡收敛,残骸落点散布范围大幅缩小,安装栅格翼后火箭芯一级落点散布面积减小约76%,这种基于稳定栅格翼进行落点控制的方法具有机械结构简单,易于工程实现的特点,适用于各类运载火箭的改造,可大幅度减小落区的范围。 展开更多
关键词 栅格翼 稳定性 落点散布 弹道仿真 火箭 航天回收
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带栅格翼导弹超声速阶段滚转阻尼导数的数值研究 被引量:7
8
作者 邓帆 陈少松 陶钢 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期151-156,共6页
滚转阻尼导数是判断导弹动稳定性的重要气动参数。采用求解定常流场的方法,对超声速阶段平板翼翼身组合体和栅格翼翼身组合体的滚转特性进行数值模拟,并与平板翼翼身组合体的实验数据相比,符合较好。计算结果表明,栅格翼的滚转阻尼导数... 滚转阻尼导数是判断导弹动稳定性的重要气动参数。采用求解定常流场的方法,对超声速阶段平板翼翼身组合体和栅格翼翼身组合体的滚转特性进行数值模拟,并与平板翼翼身组合体的实验数据相比,符合较好。计算结果表明,栅格翼的滚转阻尼导数变化复杂,由于弹体背风面分离流和栅格翼翼面失速的影响,滚转阻尼导数随着攻角增加有两次明显转折;平板翼的滚转阻尼导数随着马赫数增加逐渐减小,而栅格翼的滚转阻尼导数随马赫数同样呈现两次转折,在Ma=3.5达到最大值。 展开更多
关键词 航天器结构与设计 栅格翼 滚转阻尼导数 数值模拟
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高超声速栅格翼气动特性研究 被引量:5
9
作者 任怀宇 蔡昱 孙洪森 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期44-49,共6页
阐述了用于马赫数大于5.0的高超声速飞行控制的栅格翼气动特性问题。采用工程计算方法预示了栅格翼气动力、热特性,验证了栅格翼几何参数特性合理选取的初步要求,这为后续深入研究进行了有益的探索。
关键词 高超声速 栅格翼 几何参数 气动力 气动热
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栅格翼空化干扰水动力建模研究 被引量:4
10
作者 陈玮琪 夏艳艳 +1 位作者 王宝寿 颜开 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2016年第2期219-226,共8页
对水下超空泡栅格翼水动力进行了研究.分析了叶片数、叶片间距、叶片厚度、叶片攻角和空化数对栅格翼水动力的影响.揭示了叶片间隙中的空泡流动对水动力的干扰机理.建立了超空泡栅格翼水动力数学模型,并用实验结果进行了验证.最后基于... 对水下超空泡栅格翼水动力进行了研究.分析了叶片数、叶片间距、叶片厚度、叶片攻角和空化数对栅格翼水动力的影响.揭示了叶片间隙中的空泡流动对水动力的干扰机理.建立了超空泡栅格翼水动力数学模型,并用实验结果进行了验证.最后基于模型解释了实验中发现的栅格翼水动力变化规律. 展开更多
关键词 栅格翼 超空泡 水动力
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钝化前缘对栅格翼激波干扰与热流分布的影响 被引量:5
11
作者 张亮 王淑华 姜贵庆 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期324-328,共5页
采用数值模拟与工程计算相结合的方法对高超音速栅格翼进行了研究,分析了在高超音速情况下,栅格翼激波干扰对前缘钝度的敏感性以及对栅格翼热流分布产生的影响。结果表明:在同等栅格间距下,产生激波干扰的第三临界马赫数随栅格翼前缘钝... 采用数值模拟与工程计算相结合的方法对高超音速栅格翼进行了研究,分析了在高超音速情况下,栅格翼激波干扰对前缘钝度的敏感性以及对栅格翼热流分布产生的影响。结果表明:在同等栅格间距下,产生激波干扰的第三临界马赫数随栅格翼前缘钝度的增大而增加,传统的尖前缘栅格翼理论不适用于钝化前缘外形。另外,激波干扰在栅格翼表面会产生局部的高热流区域,但此热流峰值与前缘驻点相比仍然较低,因此对栅格翼热防护无额外影响。 展开更多
关键词 栅格翼 数值模拟 高超音速 激波干扰 热流
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格宽翼弦比对栅格翼气动特性的影响 被引量:10
12
作者 陈少松 张建叶 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期693-696,共4页
格宽翼弦比是影响栅格翼气动特性的一个重要几何参数。为研究它对栅格翼气动特性的影响规律,本研究采用风洞实验的方法对3种不同格宽翼弦比的栅格翼在亚、跨、超声速3个马赫数下进行了气动特性的研究。结果显示,在所选择的格宽翼弦比范... 格宽翼弦比是影响栅格翼气动特性的一个重要几何参数。为研究它对栅格翼气动特性的影响规律,本研究采用风洞实验的方法对3种不同格宽翼弦比的栅格翼在亚、跨、超声速3个马赫数下进行了气动特性的研究。结果显示,在所选择的格宽翼弦比范围内,格宽翼弦比对阻力的影响不大,对法向力有明显的影响,格宽翼弦比越小法向力特性越好。 展开更多
关键词 栅格翼 格宽弦比 气动力 风洞实验
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栅格翼外形特征对减阻影响的研究 被引量:10
13
作者 邓帆 陈少松 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期10-15,共6页
栅格翼相对平板翼有其独特的优越性,对其气动特性进行优化很有必要。采用风洞实验和数值计算的方法,分别对不同翼弦格宽比的栅格翼及不同后掠方式的栅格翼进行了研究,风洞实验结果显示,栅格翼的翼弦格宽比存在一个气动性能的最佳值,使... 栅格翼相对平板翼有其独特的优越性,对其气动特性进行优化很有必要。采用风洞实验和数值计算的方法,分别对不同翼弦格宽比的栅格翼及不同后掠方式的栅格翼进行了研究,风洞实验结果显示,栅格翼的翼弦格宽比存在一个气动性能的最佳值,使得升阻比最大;数值计算结果证明栅格翼前缘局部后掠能有效减小波阻,是一种新的减小栅格翼阻力的方式。 展开更多
关键词 栅格翼 弦格宽比 波阻 升阻比 风洞实验 数值计算
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栅格翼气动特性及其应用研究综述 被引量:8
14
作者 彭科 胡凡 +1 位作者 张为华 周张 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期458-464,471,共8页
从实验研究、工程估算、数值模拟三方面综述了栅格翼气动特性研究方法及研究现状;概述了栅格翼主要气动特性;总结了弧形、整体后(前)掠、局部后掠等格翼新颖几何构型研究进展;全面概述了栅格翼在国内外各类型飞行器上应用情况及主要用... 从实验研究、工程估算、数值模拟三方面综述了栅格翼气动特性研究方法及研究现状;概述了栅格翼主要气动特性;总结了弧形、整体后(前)掠、局部后掠等格翼新颖几何构型研究进展;全面概述了栅格翼在国内外各类型飞行器上应用情况及主要用途。针对格翼设计应用过程的瓶颈问题,分析展望了栅格翼相关领域需要关注和解决的关键问题。 展开更多
关键词 栅格翼 气动特性 几何构型 应用动态
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基于面元法的栅格翼翼身组合体高超声速气动特性研究 被引量:4
15
作者 周张 胡凡 于勇 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期442-445,共4页
栅格翼是由外部框架和内部栅格布置形成的空间多升力面系统,其在高超声速状态具有突出优点。文中结合高超声速流动特点,考虑头部激波及弹身上洗干扰,基于面元法建立栅格翼翼身组合体高超声速气动特性计算模型,根据研究对象特点自动划分... 栅格翼是由外部框架和内部栅格布置形成的空间多升力面系统,其在高超声速状态具有突出优点。文中结合高超声速流动特点,考虑头部激波及弹身上洗干扰,基于面元法建立栅格翼翼身组合体高超声速气动特性计算模型,根据研究对象特点自动划分面元,进而完成典型栅格翼翼身组合体高超声速气动特性计算,并与数值计算结果进行对比分析。结果表明,在研究范围内,栅格翼翼身组合体高超声速气动特性面元法计算结果与数值计算结果吻合较好,前者较后者相对误差绝对值随攻角增加而增大。 展开更多
关键词 栅格翼 高超声速 气动特性 面元法
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前缘后掠式栅格翼升阻特性研究 被引量:7
16
作者 邓帆 陈少松 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期628-633,639,共7页
栅格翼阻力大的缺点一直是需要解决的问题,前期研究显示,栅格翼翼面后掠能有效减小超声速阶段的波阻。本文采用数值计算的方法,对栅格翼前缘不同后掠方式、后掠角度及前缘后掠贴体型栅格翼进行了分析研究,数值结果显示栅格翼前缘后掠能... 栅格翼阻力大的缺点一直是需要解决的问题,前期研究显示,栅格翼翼面后掠能有效减小超声速阶段的波阻。本文采用数值计算的方法,对栅格翼前缘不同后掠方式、后掠角度及前缘后掠贴体型栅格翼进行了分析研究,数值结果显示栅格翼前缘后掠能有效减小波阻,其中栅格格间交接点为尖点的后掠方式减阻效果更好;栅格翼前缘后掠角度对其升力特性的影响较大,主要体现于对栅格内部气流壅塞现象的改善方面;和背风面为平面的栅格翼相比较,前缘后掠贴体型栅格翼的升阻特性表现更优。 展开更多
关键词 栅格翼 前缘后掠 后掠角 气流壅塞
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飞行器栅格翼三维复杂流场的气动力计算 被引量:6
17
作者 杨晓辉 王承尧 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第3期1-4,共4页
为了计算作用在飞行器和栅格翼上的气动力,采用时间相关法数值求解完全气体的三维Navier-Stokes方程,并运用通量守恒的分区计算方法,将复杂的飞行器和栅格翼系统分解成八个既相对独立,又相互关联的计算区域,得到了满... 为了计算作用在飞行器和栅格翼上的气动力,采用时间相关法数值求解完全气体的三维Navier-Stokes方程,并运用通量守恒的分区计算方法,将复杂的飞行器和栅格翼系统分解成八个既相对独立,又相互关联的计算区域,得到了满意的结果。 展开更多
关键词 飞行器 栅格翼 升力系数 阻力系数 气动力 流场
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栅格翼和机身组合体的气动特性计算与分析 被引量:6
18
作者 沈遐龄 王丽丽 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期54-56,共3页
给出计算栅格翼和机身组合体亚超音速气动力干扰理论方法 .亚音速采用涡格法计算栅格翼气动力 ,用一个二维偶极子和圆柱映像涡系模拟机身的上洗流场和栅格翼迁移到机身上气动载荷 .超音速假定栅格翼处在机身横向流动的上洗流场中 ,用翼... 给出计算栅格翼和机身组合体亚超音速气动力干扰理论方法 .亚音速采用涡格法计算栅格翼气动力 ,用一个二维偶极子和圆柱映像涡系模拟机身的上洗流场和栅格翼迁移到机身上气动载荷 .超音速假定栅格翼处在机身横向流动的上洗流场中 ,用翼片理论计算机身对栅格翼气动力干扰的修正因子 .用本文方法计算了几个栅格翼和机身组合体的气动特性的到了比较满意的结果 . 展开更多
关键词 机身组合体 气动特性 栅格翼 亚音速气动力干扰理论
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栅格翼大缩比模型超声速风洞试验方法研究 被引量:2
19
作者 魏忠武 秦永明 +2 位作者 杨学军 张江 欧平 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2017年第3期392-398,共7页
栅格翼大缩比模型在进行超声速风洞试验时,由于缩比模型的格栅厚度较小、格栅间距较小等问题使得模型加工困难,同时模型结构强度难以满足超声速风洞试验要求,风洞试验中无法真实模拟栅格翼模型的气动特性和飞行器的静稳定特性。针对该问... 栅格翼大缩比模型在进行超声速风洞试验时,由于缩比模型的格栅厚度较小、格栅间距较小等问题使得模型加工困难,同时模型结构强度难以满足超声速风洞试验要求,风洞试验中无法真实模拟栅格翼模型的气动特性和飞行器的静稳定特性。针对该问题,基于超声速线化理论对栅格翼提出等效模拟方法。等效模拟方法是设计栅格翼的等效模型,该等效模型与原栅格翼模型气动特性相同。等效模拟方法处理方式为在保持栅格翼外轮廓尺寸及栅格四边之间几何角度不变情况下,按比例系数k减少栅格数,栅格间距增加k倍;保证栅格翼的格宽比不变,将栅格翼弦长增加k倍;保证栅格翼的相对厚度不变,栅格翼筋板厚度增加k倍;等效模型和实际模型纵向压心位置需保持不变。以等效模型和实际模型进行了超声速风洞对比试验,试验结果表明:等效模型和实际模型升力一致,阻力大致相同;飞行器等效模型的静稳定特性和实际模型的静稳定特性相同;栅格翼阻力对飞行器质心所产生的俯仰力矩较升力对飞行器质心所产生的俯仰力矩是小量,栅格翼等效模型在阻力上的微小差异对飞行器的静稳定性影响不大。等效模拟方法可以较好地模拟栅格翼的气动特性和飞行器的静稳定特性,同时解决了大比例缩比所遇到的加工问题和结构强度问题。 展开更多
关键词 栅格翼 等效模拟 大缩比模型 超声速流动 风洞试验
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栅格翼绕流特性的实验研究 被引量:8
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作者 陆中荣 王海文 《流体力学实验与测量》 CSCD 北大核心 2002年第1期21-26,共6页
研究了栅格翼的绕流特性。采用氢气泡法和丝线法在水洞和风洞中进行实验 ,显示了栅格翼的自由涡系 ,迎角 0°~ 40°范围内各网孔内的流态。还对栅格翼绕流的基本特性以及流动机理作了讨论和分析。
关键词 栅格翼 流动显示 绕流特性 自由涡系 实验
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