对于军用飞行器来说,从高速飞行的载体上进行载荷(如武器、油箱或电子对抗装置)投放是非常具有挑战性的任务之一。载荷分离分析用来避免事故的发生,通常包括弹道计算,分离安全区域的确认,气动干扰评估等。多年以来,用真实载机和相关设备进行飞行试验是进行机弹分离分析的唯一手段,而这种的试验不仅成本巨大而且风险很高,尤其是在初始研究阶段。本文采用CFD手段提供一个更安全,更高效的方法以解决此类问题。 本文首先分析数值模拟的一般过程,建立起干扰流场求解的物理模型和控制方程,研究了求解控制方程的数值方法,并介绍了动网格方法的理论。其次,利用飞行力学的有关原理编制了求解适合导弹离机过程的六自由度动力学及运动学方程的程序,并改写为用户自定义程序添加到商业CFD软件中去。根据某型载机及其挂架、挂弹的真实模型建立了机弹干扰的仿真流场,通过计算得到了干扰流场特性以及有关气动力数据。最后,使用动态网格技术获得了导弹离机过程的六自由度运动参数,并对仿真结果进行了分析。研究结果表明,计算流体力学方法可以很好地用于复杂流场的模拟;载机、挂架、导弹之间有着较强的气动干扰,导弹分离的轨迹因此受到了明显影响。根据相同的原理,本文还研究了对导弹的姿态进行控制的分离运动,以及导弹从具有空腔流流场特性的弹舱内发射的分离特征。由于机弹干扰流动涉及到流体力学中许多基本问题,在理论上具有普遍的意义。另外在工程实际中,涉及到了机载武器投放的问题,具有较大的实践意义。