物体在不可压缩流场中所受的流体动力表达式

为统一有粘和无粘不可压缩流场中的流体动力表达式,在允许滑移边界条件的情况下,重新推导了不可压缩流场中运动体的流体动力表达式.根据流场动量定理将流体动力表示为无穷远边界上流场应力的积分与流场动量变化率积分的代数和;再利用导数矩转换(DMT)公式分别将这两个积分结果进行分解,并根据速度在无穷远处的渐近特性将这些分解结果组合并简化成流场第一涡量矩的积分及流场在物面边界上切向速度矩的积分之和,得到了新的流体动力表达式.理论分析和算例证明了这种新的流体动力表达式在无粘流的情况下收敛于Lamb的流体动力表达式,而在有粘流的情况下与涡动力学理论一致.     

有黏流场中旋成椭球体的轴向附加质量系数计算

为了估算有黏流情况下飞艇的轴向附加质量系数,采用计算流体动力学(CFD)技术计算了有黏流情况下椭球体在时变来流速度下的气动力随时间变化曲线,然后通过傅里叶分析法辨识得到了椭球体的非定常气动力系数,最后将与加速度相关的气动力系数折算成轴向附加质量系数.通过研究相同空速下,来流速度对气动力的影响,将运动体在静止来流中运动的气动力计算问题转化为相同空速下运动体静止而来流时变的气动力计算问题.这种转化避免了在CFD计算中使用动网格技术.数值计算的结果表明:在一定的条件下,有黏流场中也可以定义轴向附加质量的概念;但有黏流的轴向附加质量和无黏流中的结果有较大的差异.     

正常重力和椭球地表对弹道计算的影响

为了更精确地考虑地球对超远程弹道计算的影响,提出了一个计入精确正常重力的椭球地表弹道模型。讨论了在椭球地表情况下火箭落点以及飞行高度的计算方法,推导出精确正常重力的计算公式,得到了椭球地表弹道模型,最后计算和分析了采用平面地表模型所产生的射程误差。分析结果表明:对于射程较大的远程弹道,与使用平面地表弹道模型相比,采用该文的椭球地表弹道模型的误差较小。     

基于奇异摄动法的平流层飞艇

平流层飞艇作为一种低速飞行器对风场干扰具有很强的敏感性,它在水平面长距离逆风巡航时需要消耗较多的能量。针对此问题,提出了一种基于奇异摄动法的最小能量水平面轨迹优化方法。首先建立风场坐标系,将飞艇巡航到目标点的过程转化成类似的最优拦截问题;根据飞艇运动学、动力学状态变量变化的特点,引入比例导引法,将其进行3个快慢时间尺度的划分,建立基于奇异摄动法的数学模型;再分别求解3个不同时间尺度上的子问题,得到解析解;最后,给出了一个仿真算例,结果表明,所提方法是有效的,具有一定的工程应用前景。