先进概念战斗机气动性能飞发一体初步研究
发布时间：2021-09-24 12:50
飞发一体化是现代以及未来战斗机发展的必然趋势。一体化的目的是研究飞机与发动机的相互影响，以期减小不利影响，获得最优的飞机/发动机匹配。对于未来先进概念战斗机与无人机，发动机背负式安装与布局是主流趋势。这种发动机安装与布局方式在发动机工作时，发动机推进系统与战斗机的流场特性相互干扰与影响更为复杂，一体化的要求更高。本文基于一维流路分析、CFD数值模拟以及优化等技术，对一类未来概念战斗机飞发一体化的气动性能进行了初步的探究。首先，参考国内外先进概念战斗机与无人机的设计特征，初步建立了飞机的三维几何造型，并根据飞机对发动机推力的要求，编写了混合排气涡扇发动机的稳态性能计算程序，确定了发动机特征截面性能参数与推进系统流路的基本尺寸；针对所采用的“C”形进口的超声速进气道进行了设计，编写了相应的几何造型设计程序，并且为了改善启动特征，对进气道进行了改进设计；采用了近似几何方法，编写了喷管设计程序，获得了气动性能相对较优的喷管。其次，基于CFD数值模拟，对原始飞机模型气动性能进行了初步研究，分析了原始飞机模型的升力、阻力特性。针对原始飞机模型阻力较大的后体部分，编写了原始飞机几何模型修改程序，并基...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
图表清单
注释表
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外进展
1.3 目前存在的问题
1.4 本文主要研究内容
第二章 数值计算方法及优化方法
2.1 数值计算方法
2.1.1 基本方程
2.1.2 湍流模型
2.1.3 边界条件及初始条件
2.1.4 收敛准则
2.2 计算网格
2.3 优化理论与方法
2.3.1 优化方法与算法
2.3.2 优化软件 ISIGHT
2.4 性能参数定义
第三章 飞机外形及发动机进排气设计
3.1 概述
3.2 飞机三维造型设计
3.2.1 飞机总体设计方法简述
3.2.2 飞机总体设计步骤
3.3 发动机稳态性能计算
3.3.1 计算方法
3.3.2 计算步骤
3.4 发动机进气道与喷管设计
3.4.1 喷管三维造型设计
3.4.2 进气道三维造型设计
3.5 本章小结
第四章 飞机气动性能分析与优化
4.1 概述
4.2 结构网格与非结构网格计算结果与对比
4.2.1 几何建模
4.2.2 计算网格生成
4.2.3 边界条件
4.2.4 计算结果对比
4.3 原始飞机设计状态气动性能分析
4.4 飞机几何造型优化
4.5 本章小结
第五章 动力初步安装下飞发一体化气动性能分析
5.1 概述
5.2 进气道与喷管一体化安装方式
5.3 计算网格与计算方法
5.4 战斗机/发动机一体化性能分析
5.4.1 动力安装对战斗机气动性能的影响
5.4.2 战斗机对发动机推进系统气动性能的影响
5.5 本章小结
第六章 动力安装位置对飞发一体化气动性能的影响
6.1 概述
6.2 计算网格与计算方法
6.3 动力安装位置变化对飞发一体化气动性能的影响
6.3.1 发动机安装气动性能
6.3.2 动力安装位置变化与飞发一体化气动性能的相互干扰
6.4 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]GE90-115B发动机结构设计特点分析[J]. 陈光,邱明星. 航空发动机. 2013(03)
[2]翼/短舱/吊架气动特性及其动力影响数值研究[J]. 李强,汪明生. 航空动力学报. 2012(07)
[3]基于直接数值模拟的可压缩湍流模型评估和改进[J]. 李新亮,傅德薰,马延文. 力学学报. 2012(02)
[4]一种进气道内激波/边界层干扰控制的新方法及其流动机理[J]. 张悦,谭慧俊,张启帆,程代姝. 宇航学报. 2012(02)
[5]融合体型机身大攻角流动结构及特性研究[J]. 田伟,邓学蓥,王延奎,范国磊,董超. 中国科学:技术科学. 2010(08)
[6]大攻角细长旋成体非对称涡组合扰动控制的数值研究[J]. 冯峰,柳阳,孙德军. 空气动力学学报. 2010(04)
[7]无隔道超声速进气道/前机身一体化计算与试验[J]. 李博,梁德旺. 航空学报. 2009(09)
[8]超声速进气道喉部附面层抽吸[J]. 严红明,钟兢军,韩吉昂,冯子明,于洋. 推进技术. 2009(02)
[9]Bump进气道设计与试验研究[J]. 杨应凯. 空气动力学学报. 2007(03)
[10]大攻角流动的非定常特性分析[J]. 王元靖,范召林,吕全洲,贺中,吴军强. 空气动力学学报. 2007(02)
博士论文
[1]大攻角非对称流动机理与雷诺数效应研究[D]. 王元靖.中国空气动力研究与发展中心 2008
硕士论文
[1]Bump进气道的机理与设计规律研究[D]. 蔡乐.哈尔滨工业大学 2009
[2]附面层吸入式进气道主动流动控制研究[D]. 陈健华.哈尔滨工业大学 2009
本文编号：3407784
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
图表清单
注释表
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外进展
1.3 目前存在的问题
1.4 本文主要研究内容
第二章 数值计算方法及优化方法
2.1 数值计算方法
2.1.1 基本方程
2.1.2 湍流模型
2.1.3 边界条件及初始条件
2.1.4 收敛准则
2.2 计算网格
2.3 优化理论与方法
2.3.1 优化方法与算法
2.3.2 优化软件 ISIGHT
2.4 性能参数定义
第三章 飞机外形及发动机进排气设计
3.1 概述
3.2 飞机三维造型设计
3.2.1 飞机总体设计方法简述
3.2.2 飞机总体设计步骤
3.3 发动机稳态性能计算
3.3.1 计算方法
3.3.2 计算步骤
3.4 发动机进气道与喷管设计
3.4.1 喷管三维造型设计
3.4.2 进气道三维造型设计
3.5 本章小结
第四章 飞机气动性能分析与优化
4.1 概述
4.2 结构网格与非结构网格计算结果与对比
4.2.1 几何建模
4.2.2 计算网格生成
4.2.3 边界条件
4.2.4 计算结果对比
4.3 原始飞机设计状态气动性能分析
4.4 飞机几何造型优化
4.5 本章小结
第五章 动力初步安装下飞发一体化气动性能分析
5.1 概述
5.2 进气道与喷管一体化安装方式
5.3 计算网格与计算方法
5.4 战斗机/发动机一体化性能分析
5.4.1 动力安装对战斗机气动性能的影响
5.4.2 战斗机对发动机推进系统气动性能的影响
5.5 本章小结
第六章 动力安装位置对飞发一体化气动性能的影响
6.1 概述
6.2 计算网格与计算方法
6.3 动力安装位置变化对飞发一体化气动性能的影响
6.3.1 发动机安装气动性能
6.3.2 动力安装位置变化与飞发一体化气动性能的相互干扰
6.4 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]GE90-115B发动机结构设计特点分析[J]. 陈光,邱明星. 航空发动机. 2013(03)
[2]翼/短舱/吊架气动特性及其动力影响数值研究[J]. 李强,汪明生. 航空动力学报. 2012(07)
[3]基于直接数值模拟的可压缩湍流模型评估和改进[J]. 李新亮,傅德薰,马延文. 力学学报. 2012(02)
[4]一种进气道内激波/边界层干扰控制的新方法及其流动机理[J]. 张悦,谭慧俊,张启帆,程代姝. 宇航学报. 2012(02)
[5]融合体型机身大攻角流动结构及特性研究[J]. 田伟,邓学蓥,王延奎,范国磊,董超. 中国科学:技术科学. 2010(08)
[6]大攻角细长旋成体非对称涡组合扰动控制的数值研究[J]. 冯峰,柳阳,孙德军. 空气动力学学报. 2010(04)
[7]无隔道超声速进气道/前机身一体化计算与试验[J]. 李博,梁德旺. 航空学报. 2009(09)
[8]超声速进气道喉部附面层抽吸[J]. 严红明,钟兢军,韩吉昂,冯子明,于洋. 推进技术. 2009(02)
[9]Bump进气道设计与试验研究[J]. 杨应凯. 空气动力学学报. 2007(03)
[10]大攻角流动的非定常特性分析[J]. 王元靖,范召林,吕全洲,贺中,吴军强. 空气动力学学报. 2007(02)
博士论文
[1]大攻角非对称流动机理与雷诺数效应研究[D]. 王元靖.中国空气动力研究与发展中心 2008
硕士论文
[1]Bump进气道的机理与设计规律研究[D]. 蔡乐.哈尔滨工业大学 2009
[2]附面层吸入式进气道主动流动控制研究[D]. 陈健华.哈尔滨工业大学 2009
本文编号：3407784
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