风洞试验前置体对超声速伞气动特性的影响

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本文以超声速风洞试验中前置体对后方降落伞干扰的实际工程问题为研究背景,采用数值研究方法,研究了不同来流马赫数和不同距离两种工况下,风洞中前置体-降落伞组合体的绕流流场分布和降落伞的气动特性,分析了前置体的尾流和反射波对下游降落伞的影响,得到了前置体对降落伞的气动特性的影响规律。首先,对前置体绕流流场展开了数值研究,获得了风洞中前置体尾流场分布,初步确定了前置体附近的激波结构以及反射波的形成原因,通过对前置体下游流场的流向和法向压力、速度变化进行分析,得到了不同马赫数下反射波的位置变化规律以及对下游流场的影响规律。其次,以前置体-降落伞组合体为研究对象,通过数值模拟的方法对前置体对降落伞气动阻力特性进行了研究。分析了不同距离和不同马赫数两种工况下降落伞的气动阻力,并给出了气动阻力和两者的变化规律。最后,采用流固耦合的数值方法对前置体-降落伞的动态工作过程进行了仿真,根据数值计算结果,存在前置体的干扰时,由于伞前来流的不对称性,降落伞的气动稳定性急剧下降,降落伞动载出现明显波动,气动阻力特性出现下降。
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