基于ONERA气动力的多级动态失速模型研究

作     者：夏润泽 

作者单位：南京航空航天大学 

学位级别：硕士

导师姓名：韩景龙

授予年度：2019年

学科分类：080103[工学-流体力学] 08[工学] 080104[工学-工程力学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

主      题：ONERA模型 动态失速 多级失速 可变翼型 时域非定常气动力 

摘      要：由于现代高性能战斗机对于机动性能的要求以及直升机旋翼系统的结构特点,飞机常常会面临大迎角动态失速问题。鉴于动态失速的复杂性,暂时还无法使用纯理论方法对其进行有效研究,目前工程中常采用经验模型。ONERA作为一种具有代表性的动态失速模型可对翼型在动态失速下的气动特性进行模拟,但对于深失速状态下气动特性曲线的多级峰值无法进行有效捕捉。同时经典ONERA模型的应用也局限于固定形状翼型,无法满足对于带控制面可变翼型的研究需求。本文主要对ONERA动态失速模型的使用范围以及在深失速下的计算精度进行研究。首先为了使ONERA模型应用于带控制面的可变翼型,采用Peters有限状态气动载荷理论,并结合动态入流模型加入尾迹的影响。同时基于大幅振荡数据,利用遗传算法辨识得到改良的环量形式ONERA方程,以此来计算动态失速引起的附加载荷,建立适用于可变翼型的动态失速模型。此外,为了获取作为ONERA模型驱动的可变翼型静态残差,本文以基准翼型的静态残差数据为基础,采用广义坐标,通过一种平移拟合方法建立了可变翼型的静态残差数据库。对于深失速等具有明显多级失速现象的情况,在已建立的模型中再加入一个由脉冲驱动的二级失速环量方程来模拟二级失速涡引起的升力波动,使模型具备了对于多级升力峰值的捕捉能力。最后将各部分整合为一个统一模型,并加入相应的修正系数,得到适用于可变翼型多级动态失速的时域非定常气动力模型。并分别在固定形状翼型和可变翼型下验证了该模型的有效性。