检索结果-内蒙古大学图书馆

航空学报 2016年第8期37卷 2385-2394页

作者：袁先旭陈琦谢昱飞陈坚强中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所绵阳621000

动导数是飞行器动态稳定性分析、弹道设计和控制系统设计的重要参数,其预测方法主要有工程近似方法、数值模拟和风洞试验。基于动导数、交叉导数的概念,介绍了强迫振荡法、自由振荡法等预测动导数的数值模拟方法,重点就超声速、高超声... 详细信息

动导数是飞行器动态稳定性分析、弹道设计和控制系统设计的重要参数,其预测方法主要有工程近似方法、数值模拟和风洞试验。基于动导数、交叉导数的概念,介绍了强迫振荡法、自由振荡法等预测动导数的数值模拟方法,重点就超声速、高超声速动导数数值预测中存在的问题开展讨论,包括时间步长、子迭代步数的选取;振荡频率对辨识结果的影响;强迫振荡法和自由振荡法辨识动导数可能存在差异的原因分析;交叉导数和交叉耦合导数的辨识问题以及飞行器构型对动导数预测的影响等。并结合算例进行了具体分析,在总结现有研究经验的同时,针对当前研究中存在的困惑和难题,提出了相应的改进建议。

关键词：动导数交叉导数强迫振荡自由振荡振荡频率

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基于时间谱方法的飞行器动导数高效计算技术

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航空学报 2015年第6期36卷 2016-2026页

作者：谢立军杨云军刘周周伟江中国航天空气动力技术研究院北京100074

针对动导数计算工程应用亟需的高效、高精度发展目标,提出求解非定常雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程的时间谱方法(TSM)的全隐格式,以改善采样点数较大时的数值稳定性,并将TSM离散推广到Menter剪切应力输运(SST)湍流模型,以提高TSM的... 详细信息

针对动导数计算工程应用亟需的高效、高精度发展目标,提出求解非定常雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程的时间谱方法(TSM)的全隐格式,以改善采样点数较大时的数值稳定性,并将TSM离散推广到Menter剪切应力输运(SST)湍流模型,以提高TSM的工程实用性。将TSM应用于数值模拟NACA0015强迫振荡,所得计算结果与试验数据和双时间步(DTS)方法的计算结果均能较好地吻合,验证了TSM对周期运动的模拟能力。采用发展的TSM对高超声速HBS标模和超声速Finner标模进行计算,并分析研究攻角和马赫数对动导数的影响规律。结果表明:对于周期运动,具有与DTS方法相当的计算精度,但TSM的计算效率会随来流马赫数的增大而提高,其效率优势在高超声速范围时可达一个量级以上。

关键词：时间谱方法动导数 RANS 强迫振荡傅里叶变换

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自由振荡风洞实验获取的随振幅变化的动导数的应用问题研究

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空气动力学学报 2002年第4期20卷 403-410页

作者：和争春汪清蔡金狮西北工业大学航天工程学院陕西西安710072 中国空气动力研究与发展中心四川绵阳621000

本文研究了自由振荡风洞实验获取的动导数如何在飞行器动态特性分析、轨道仿真和飞行控制设计等飞行力学课题中应用的问题。讨论了将随振幅变化的动导数变换为随迎角变化的动导数的两种近似换算方法,提出了动导数换算的递推辨识算法和... 详细信息

本文研究了自由振荡风洞实验获取的动导数如何在飞行器动态特性分析、轨道仿真和飞行控制设计等飞行力学课题中应用的问题。讨论了将随振幅变化的动导数变换为随迎角变化的动导数的两种近似换算方法,提出了动导数换算的递推辨识算法和多项式形式动导数的系数辨识算法。其中递推-辨识算法和多项式形式动导数的系数辨识算法都得到了令人满意的结果。

关键词：自由振荡风洞实验振幅动导数迎角飞行器动稳定性

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基于绳系并联机器人支撑系统的SDM动导数试验可行性研究

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航空学报 2017年第11期38卷 105-117页

作者：冀洋锋林麒胡正红彭苗娇王宇奇厦门大学航空航天学院厦门361005

详细给出了在低速风洞中,采用绳系并联机器人(WDPR)支撑模型,用强迫振荡法进行标准动态模型(SDM)动导数试验可行性的研究。试验中将杆式六分量应变天平内置入模型中以测量模型的气动力和气动力矩,建立了适用于绳系并联机器人支撑系统的... 详细信息

详细给出了在低速风洞中,采用绳系并联机器人(WDPR)支撑模型,用强迫振荡法进行标准动态模型(SDM)动导数试验可行性的研究。试验中将杆式六分量应变天平内置入模型中以测量模型的气动力和气动力矩,建立了适用于绳系并联机器人支撑系统的模型运动控制子系统和数据采集子系统。采用绳拉力作为参考信号,对气动力矩信号与位姿信号进行数据的同步处理,解决了绳系并联机器人支撑系统应用于动导数试验时所测力矩信号与位姿信号之间的相位差确定问题,给出了WDPR支撑下模型动导数的计算方法。整个试验样机置于某开口式低速直流风洞中进行了俯仰、带偏航角的俯仰以及升沉的动导数试验,通过测量和计算得到各动导数。试验结果与参考文献相比较具有合理的一致性。研究结果表明,采用绳系并联机器人支撑模型进行动导数试验是可行的,至少对于SDM是这样的结果;使用一套绳系并联机器人支撑系统,可以完成多套硬式支撑系统才能完成的动导数试验,从而提高试验效率,降低试验成本。

关键词：绳系并联机器人支撑风洞试验动导数标准动态模型内置天平

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谐波平衡法在动导数快速预测中的应用研究

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力学学报 2014年第2期46卷 183-190页

作者：陈琦陈坚强袁先旭谢昱飞空气动力学国家重点实验室绵阳621000 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所绵阳621000

谐波平衡法以傅里叶级数展开为基础,将周期性非定常流场的非定常求解过程转化为几个定常流场的耦合求解过程,并通过重建得到整个流场的非定常过程.建立了基于谐波平衡法的动导数快速预测方法,数值模拟了超声速带翼导弹俯仰的动态流场,... 详细信息

谐波平衡法以傅里叶级数展开为基础,将周期性非定常流场的非定常求解过程转化为几个定常流场的耦合求解过程,并通过重建得到整个流场的非定常过程.建立了基于谐波平衡法的动导数快速预测方法,数值模拟了超声速带翼导弹俯仰的动态流场,并通过积分法获取了俯仰动导数,与实验结果吻合很好;且在同等计算精度下,谐波平衡法的计算效率是双时间步方法的13倍.应用谐波平衡法研究了较大范围内减缩频率对俯仰动导数的影响规律.研究发现,对于本外形,当减缩频率降低到一定值后,俯仰动导数的值迅速变化,甚至发生变号;对此现象产生的原因进行了深入分析,并通过对导弹自激俯仰运动的数值模拟验证了该结果.此外,针对大攻角条件下动态流场非线性强的特点,开展了谐波平衡法在大攻角下的适用性研究.结果表明,谐波平衡法在大攻角下也能取得很好的计算结果.

关键词：谐波平衡法动导数大攻角双时间步方法非定常流动

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临近空间长航时太阳能飞行器动导数特性及机理

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宇航学报 2015年第11期36卷 1219-1225页

作者：叶川李锋付义伟孙凯军中国航天空气动力技术研究院北京100074

为解决现有计算方法无法用于动导数机理分析的问题,通过理论推导得到了一组只需要较少总体气动参数的动导数计算公式。根据此计算公式进行的机理分析表明,临近空间长航时太阳能飞行器的大展弦比气动布局、高巡航升力系数对横航向动导数... 详细信息

为解决现有计算方法无法用于动导数机理分析的问题,通过理论推导得到了一组只需要较少总体气动参数的动导数计算公式。根据此计算公式进行的机理分析表明,临近空间长航时太阳能飞行器的大展弦比气动布局、高巡航升力系数对横航向动导数有直接影响。推导的动导数计算公式可用作此类飞行器动导数计算和分析的简便工具。

关键词：临近空间太阳能飞行器动导数计算公式

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升力浮力复合型飞艇动导数分析

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航空动力学报 2013年第5期28卷 1074-1080页

作者：马东立叶川北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191

计算了球体和椭球体的平移、转动加速度导数,数值模拟了NACA0015翼型的俯仰振荡,验证了计算流体动力学(CFD)方法计算动导数的有效性.模拟升力浮力复合型飞艇的强迫振荡运动,得到了全艇以及机翼、艇身、平尾和垂尾的动导数,并与常规飞艇... 详细信息

计算了球体和椭球体的平移、转动加速度导数,数值模拟了NACA0015翼型的俯仰振荡,验证了计算流体动力学(CFD)方法计算动导数的有效性.模拟升力浮力复合型飞艇的强迫振荡运动,得到了全艇以及机翼、艇身、平尾和垂尾的动导数,并与常规飞艇进行了比较分析.机翼对速度导数的贡献导致复合型飞艇升沉速度导数、滚转角速度导数较常规飞艇显著增大.常规飞艇加速度导数以惯性力成分为主,但黏性力成分以及机翼对艇身和尾翼的干扰对复合型飞艇升沉、滚转和俯仰3个方向的加速度导数有重要影响,不能将加速度导数简化为附加质量系数.

关键词：飞艇复合型动导数计算流体动力学(CFD) 惯性力黏性力

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基于网格速度法的非定常流场模拟和动导数计算

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西北工业大学学报 2012年第5期30卷 784-788页

作者：郭东徐敏陈士橹西北工业大学航天学院陕西西安710072

基于网格速度法的思想,将迎角的突变和俯仰角速率的突变叠加起来,发展了一套在固定网格上模拟飞行器俯仰振荡非定常流场的方法,该方法不需要实时更新网格,减少了计算时间和所需内存,避免了负体积的出现。首先计算了NACA 0006的阵风响应... 详细信息

基于网格速度法的思想,将迎角的突变和俯仰角速率的突变叠加起来,发展了一套在固定网格上模拟飞行器俯仰振荡非定常流场的方法,该方法不需要实时更新网格,减少了计算时间和所需内存,避免了负体积的出现。首先计算了NACA 0006的阵风响应和NACA 0012翼型的俯仰振荡,所得结果与实验值和动网格方法符合较好,这表明该方法能够准确模拟此类非定常问题;最后将该方法应用于国外动导数计算标模Basic Finner Missile(BFM)俯仰振荡运动的数值模拟,并计算了其在马赫数1.58～2.5的静、动稳定性导数,计算结果与风洞实验值基本吻合,体现了该方法的正确性。

关键词：计算流体力学非定常流场网格速度法动导数

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一种超音速高超音速动导数的高效计算方法

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西北工业大学学报 2013年第5期31卷 824-828页

作者：刘溢浪张伟伟田八林叶正寅西北工业大学翼型叶栅空气动力学国防科技重点实验室陕西西安710072 西安通信学院陕西西安710106

动导数是飞行器稳定性和操作性分析的原始输入参数。目前的计算方法主要包括工程方法和非定常CFD数值方法。前者虽具有较高的效率,但精度较低,后者则计算量较大。当地流活塞理论结合了CFD技术高精度和经典活塞理论高效率的优点。采用基... 详细信息

动导数是飞行器稳定性和操作性分析的原始输入参数。目前的计算方法主要包括工程方法和非定常CFD数值方法。前者虽具有较高的效率,但精度较低,后者则计算量较大。当地流活塞理论结合了CFD技术高精度和经典活塞理论高效率的优点。采用基于定常CFD技术的当地流活塞理论,发展了一种高效、高精度的超音速、高超音速飞行器动导数的计算方法。论文以纵向刚体模态为例推导了动导数的计算公式。通过两个国际标模算例的对比验证,证明了该方法的正确性和计算精度。

关键词：动导数超音速高超音速当地流活塞理论

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飞行器大迎角下俯仰静、动导数的数值计算

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航空学报 2009年第10期30卷 1846-1850页

作者：范晶晶阎超李跃军北京航空航天大学国家计算流体力学实验室北京100191 四川航天技术研究院北京研究部北京100044

采用一种适用于非定常流动计算的逐次超松弛(SOR)时间推进方法耦合求解非定常Navier-Stokes方程和强迫运动方程,数值模拟了NACA0012翼型、弹道外形(HBS)和有翼导弹等飞行器在不同初始迎角下做强迫俯仰振荡的黏性动态流场,给出动态气动... 详细信息

采用一种适用于非定常流动计算的逐次超松弛(SOR)时间推进方法耦合求解非定常Navier-Stokes方程和强迫运动方程,数值模拟了NACA0012翼型、弹道外形(HBS)和有翼导弹等飞行器在不同初始迎角下做强迫俯仰振荡的黏性动态流场,给出动态气动力及力矩系数的时间历程;采用积分法获得飞行器的静导数和动导数,将计算结果与实验结果及半经验理论预测方法进行比较并分析飞行器在大迎角下动态特性的非线性特征;计算结果与实验值相吻合,表明本文采用的非定常数值模拟方法在大迎角下能够较准确地模拟飞行器的动态特性,具有工程应用价值。

关键词：非定常流动 SOR时间推进方法强迫俯仰静导数动导数

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