超音速空腔流动中旋成体气动特性数值研究

来源 :第十届南方计算力学学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:itismewhq
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  采用内埋弹舱可以明显改善外挂载机的气动性能和隐身性能。超音速发射条件下内埋弹舱绕流是典型的空腔流动,空腔流动具有边界层分离、漩涡、激波、膨胀波以及激波边界层干扰等主要流动特征,研究空腔流动对提高机载武器弹射发射安全性具有重要意义。本文采用求解N-S 方程的数值模拟方法研究超音速空腔流动中来流马赫数、空腔长深比和旋成体离开空腔的距离等参数对旋成体纵向气动特性的影响。数值模拟中,时间离散采用LU-SGS 方法,无粘通量使用Roe 通量差分分裂方法,粘性项采用中心差分格式,湍流模型采用S-A 一方程模型。计算结果表明,超音速来流条件下,马赫数和空腔长深比对离开空腔不同距离上的旋成体产生的法向力和轴向力影响很小。旋成体处于空腔内部时轴向力较小,出空腔后轴向力有所增加,旋成体离开空腔一定距离后其轴向力基本保持稳定。小长深比对应的开式空腔对旋成体上的法向力、轴向力和俯仰力矩基本没有影响,而中长深比和大长深比分别对应的过渡式空腔和闭式空腔对旋成体上的法向力影响不大,却对俯仰力矩特性有明显影响。在马赫数保持不变的情况下,旋成体出空腔后离开空腔的小范围内,过渡式空腔比闭式空腔对旋成体产生更大的头部趋近空腔的俯仰力矩。随着马赫数增加,在离开空腔的小距离范围内旋成体上的俯仰力矩峰值更大,更不利于机载内埋武器的安全发射。
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