文档介绍
| 近年来,随着对智能材料与结构研究的深入,以及微机电技术、非定常流动机理等方面研究的不断发展,出现了综合空气动力学、控制等多个学科的流场主动控制技术。该技术在飞行器增升、减阻、抑制气动噪声等许多领域具有极大的应用前景,已成为当前流场控制研究的热点问题,而自适应机翼结构、智能蒙皮则是流场主动控制在飞行器上的典型应用。自适应机翼能够动态调整机翼剖面的几何形状,改善升阻特性,同时可以抑制动态失速现象。而智能蒙皮则是利用致动元件向翼面流场注入能量,实现对流场的控制,具有高效、低功耗的特点。本文结合分离流与漩涡运动理论,以提高飞行器飞行性能为目标,采用数值模拟及动态网格技术对基于自适应机翼与智能蒙皮技术的流场主动控制进行了仿真研究。首先根据数值模拟的一般过程,对问题进行几何建模、网格生成等前期处理,然后利用FLUENT用户自定义函数编译可以实现目标变形的嵌入式程序,最后在不同的计算条件下对模型进行了流场动态数值模拟,并对计算结果做了对比与分析。文中同时也对协同仿真平台的可行性与计算性能等方面进行了初步的研究与探讨。研究发现,自适应机翼后缘的柔性偏转相比传统襟翼的刚性偏转,可以明显改善机翼的升阻特性,同时可以抑制分离失速现象的发生;而智能蒙皮所产生的表面微尺度行波振动,可以有效的控制流场的涡强以及漩涡的发展,边壁流动的不稳定性以及流体间的动量输运得到了抑制,施加控制以后,NACA0012翼型的减阻比例可以达到1.5%~9.8%,圆柱流动诱导噪声最大可以降低5.4dB,数值模拟的结果说明了文中所采用的流场主动控制方法具有一定的工程应用价值。 |
文档标签:
水力机械
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