矩形通道内航空煤油流动换热数值研究

针对先进动力装置利用航空煤油实现再生冷却的现实需求,建立了矩形冷却通道流/固/热耦合的三维数值模型,分析了入口质量流量、压力、热流密度等工况条件对矩形通道内航空煤油流动传热特性参数的影响。结果表明：增大质量流量和减小热流密度都会提升航空煤油的换热能力;在一定压力范围内,压力对航空煤油换热的影响不明显,但随着压力的增加,煤油的换热能力变差;由于传热恶化的发生,上述工况对压力损失和摩擦阻力的影响较为复杂。     

下挂式空射系统机箭分离阶段离散阵风响应分析

下挂式空射系统机箭分离阶段运载火箭处于无动力飞行阶段,高空阵风会对其运动轨迹产生较严重的干扰。为研究下挂式空中发射运载火箭机箭分离阶段系统的离散阵风响应,引入"网格速度"思想来计入阵风的影响,采用有限体积法求解非定常Euler和N-S方程,对机箭分离过程进行了动网格仿真分析。通过模块化方式搭建了机箭系统离散阵风响应仿真平台,平台由火箭状态及网格更新模块、力与力矩CFD解算模块、飞行状态参数求解模块和离散阵风干扰模块组成。仿真计算了机箭系统穿越1-cos离散阵风区的动态响应,并与无阵风条件下机箭分离气动特性进行了对比分析,结果表明无阵风条件下机箭分离后机箭系统可以较好地满足火箭的点火要求;在遭遇离散阵风后,机箭系统稳定性被破坏,可能导致发射失败,这对于机箭系统的控制率设计提出了更高的要求。     

空射火箭箭机分离过程气动特性仿真

为研究内装式空中发射运载火箭在箭机分离过程中的气动特性尤其是大迎角情况下的气动变化规律,应用计算流体力学(CFD)软件中的k-w模型对火箭气动特性进行了仿真研究,得到火箭气动特性随马赫数和迎角的变化规律,同时对改进后的火箭模型进行气动特性分析.仿真结果表明:发现火箭尾部改进成收敛-扩张型喷管可使火箭下落初期有一个抬头力矩,有利于运载火箭初期快速调整姿态；当快到达预期点火姿态时,由于气动力作用点后移产生的与角速度方向相反的力矩,可迫使运载火箭稳定,从而更容易地捕捉到点火角度,并保证点火时的姿态稳定.     

平尾偏转对飞机着陆滑跑性能的影响

为了考察平尾偏转角度对飞机着陆滑跑性能的影响,通过计算流体力学进行气动数据储备,利用多体动力学建模方法,建立了能够反映飞机气动特性随迎角和平尾偏角变化而变化的飞机着陆滑跑动力学模型,在不同的飞机平尾偏转工况下进行了着陆滑跑仿真计算。经过验证,该动力学模型能够较好地反映飞机着陆滑跑时不同平尾偏转角度下动力学特性,仿真结果表明平尾前缘下偏（拉杆）能够有效缩短着陆滑跑距离。     

基于三维重建飞机气动特性的飞行包线

为了确定未知飞机的飞行边界,提出了一种通过逆向三维建模进行气动特性分析后建立基本飞行包线的方法,对气动参数未知飞机的飞行安全和空战仿真问题提供了技术支撑.首先,综合运用明暗恢复图像和工程图重建法对飞机的几何外形进行了三维重建;然后通过数值模拟计算的方法计算并分析了其纵向气动特性;最后,计算了飞机的基本飞行包线并进行了对比验证.研究结果表明,所做工作探索出了一条研究外军缺乏气动参数飞机飞行性能的完整技术途径,所计算的飞行包线具有较高的可靠性,能够体现飞机的飞行性能.     

载机干扰流场下的内装式空射火箭分离过程仿真

为精确模拟载机干扰流场下的箭机分离过程,综合运用多体动力学和计算流体力学的基本理论,提出了一种基于动力学仿真和数值模拟的仿真方法. 该方法通过建立载机、火箭和稳定伞的全尺寸实体模型,并在ADAMS中施加约束和驱动后进行可视化仿真. 火箭在载机干扰流场中的非定常气动力利用计算流体力学和动网格技术进行仿真计算,稳定伞的气动力通过克希霍夫运动方程进行推导. 针对影响箭机分离的关键因素进行仿真对比分析,结果表明该方法较准确地模拟了载机干扰流场下的分离过程,从而为内装式空射火箭的整体方案设计提供了重要的依据.     

环量控制对翼型气动特性的作用机理

环量控制能够显著提高升力,改善飞行器短距起降性能。首先从机理上分析了环量控制的作用原理,然后通过CFD数值仿真方法研究环量控制对翼型气动特性的影响规律,采用雷诺平均N-S方程,SST湍流模型,将射流口边界条件设为反映动量系数的速度入口,分别模拟了动量系数和迎角对升阻特性和附面层分离特性的影响规律。结果表明:在α=0°,Cμ=0.05时,升力增加327%,效费比ΔCy/ΔCμ为21.97;随着动量系数增加,前缘分离导致失速迎角提前,在中等动量系数和小迎角状态能够获得优良的升阻特性。     

内装式运载火箭空中发射过程的安全性分析

载机和火箭的安全性是完成内装式空中发射任务的基础和根本保障.针对内装式空中发射过程,基于线化小扰动方程和时域法,研究火箭在舱内移动过程对载机稳定性、飞行品质和安全性的影响规律,提出了改善飞行品质的解决方案；利用火箭运动学方程模拟载机的俯仰角和火箭的安放位置对火箭头部与货舱顶部碰撞的影响规律；通过爆炸相似律理论分析火箭爆炸后对载机和飞行员安全的影响程度,确定不受爆炸冲击波影响的安全距离；最后进行了定性和定量的安全性分析.     

拖曳系统飞行仿真

分别采用拖缆的"刚化柔性悬索"和"线性弹簧"模型,建立了拖曳式空中发射重复使用运载器系统的动力学模型,并对拖曳系统在纵向平面内的整个飞行过程,包括起飞、爬升、改平以及平飞,进行了仿真计算,其计算方法是可行的,拖缆采用这两种模型获得的计算结果基本一致,可用于拖曳空中发射重复使用运载器可行性的评价。同时对拖缆采用上述两种模型时,其作用于拖曳飞机和运载器的拉力的大小和方向进行了研究,相互印证了这两种模型的可行性。研究结果表明在拖曳系统这样的多体系统中,上述两种拖缆模型的使用是合适的。     

四元数下欧拉方程实时R-K法求解误差分析

对定步长的龙格－库塔法用于欧拉方程的四元数法求解时所表现的巨大误差作了进一步的研究，发现方程组是良态的，同时在通常的飞行模拟仿真中，所取的步长也是能够满足方程组的绝对稳定区域所带来的步长限制，而此误差产生的原因主要在于累积误差。