ICEM+FLUENT超声速弹翼气动特征仿真分析(2)
3.2 超声速弹翼的三文模型 15
4超声速弹翼网格划分 19
4.1超声速弹翼网格划分的基本步骤 19
4.1.1 导入几何模型 19
4.1.2 创建Block 19
4.1.3 网格生成 20
4.2 几种超声速弹翼模型所生成的网格示意图 21
5超声速弹翼FLUENT数值仿真 24
5.1 超声速弹翼仿真计算基本步骤 24
5.2 几种超声速弹翼的压力分布图 28
5.3仿真结果分析 31
结 论 36
致 谢 38
参考文献39
1 引言
当今的世界爆发大型战争的可能性很小，但是局部战争几乎每天都在发生，这也就使得现代化战争的形式越来越趋于立体化，所以对战术武器的威力和准确度要求越来越高。为了能够准确攻击到目标，武器系统就必须具有较高的机动特性。为了提高导弹的机动特性，新型导弹就必须具备较大的法向过载，也就是说弹翼的主升力面需要能够产生足够的法向力，同时也需要提高导弹的升阻比。提高导弹法向过载系数的途径有很多, 但因种种原因有时无法获得满意的设计。选择气动特性良好的主升力面(如弹翼) 外形和面积, 是提高过载的必要条件。
导弹按照不同的气动外形，可以分为无翼式和有翼式两种。本次课题研究的课题是有翼导弹，有翼导弹通常是在大气层内飞行，所以在导弹上就需要设计能够提供法向力的弹翼和舵面等。对于有翼导弹来说，外形设计的任务包括正确选择导弹的气动布局，即正确选择弹体各部件（弹身、弹翼、舵面、发动机进气道等）的相互位置；而后从导弹良好的气动力特性、机动性、稳定性和操纵性出发，并考虑导弹制导系统及弹体机构特性等因素，定出弹体各部件的外形参数和几何尺寸[1]。
与亚声速导弹相比，超声速导弹有很多优点，1) 突防能力好。在相同的射程内, 其飞行时间短, 被雷达探测到的概率小, 则被拦截的次数少。2）截获概率高。由于超声速导弹飞行时间短, 打击机动目标时, 减小了其逃逸范围, 减轻了制导系统的负担。3)攻击威力大,飞行速度更快, 攻击动能更大。因此，世界各军事强国都没有放松过对超声速导弹的研究，例如美国从装备角度而言主要走的是亚声速发展道路， “战斧”巡航导弹不断地被改进；但从技术角度而言，却从未放缓对超声速巡航导弹的研究步伐[2]。
超声速弹翼是超声速导弹的重要部件之一，在发射过程中，弹翼将会瞬间加速旋转到一定角度，产生一定的气动升力从而保证导弹在空中的飞行。提高导弹法向过载的方法有很多，但选择气动特性良好的主升力面（如弹翼）是提高过载的必要条件。就目前的研究表明：展弦比、尖稍比、翼剖面形状、后掠角等对超声速弹翼的气动特性影响较大。
1．1 国外超声速导弹及弹翼研究现状
1．2 国外超声速导弹及弹翼发展经验与趋势
1.3 本文研究的项目和问题
前文已提过，现代化战争对战术武器的威力和准确度要求越来越高。为了能够准确攻击到目标，武器系统就必须具有较高的机动特性。为了提高导弹的机动特性，新型导弹的弹翼主升力面需要能够产生足够的法向力，同时也需要提高导弹的升阻比。而对于超声速导弹来说，超声速弹翼是超声速战术导弹的主要升力面，超声速弹翼的设计对提高导弹机动性、降低阻力、保证飞行稳定至关重要。本次研究的项目是“超声速弹翼气动特性仿真分析”，详细的来说就是通过对超声速弹翼的几何设计，如展弦比、根稍比、等效后掠角、翼面厚度、翼剖面形状等，采用流动数值仿真软件，分析翼面几何设计参数对翼面升力和阻力特性的影响，讨论各种几何参数配置的翼面的优缺点。对于本次课题来讲，首先第一个难点就是如何设计出一个简易的但又是符合标准的超声速弹翼，因此查找并获取课题相关的国内外专著和科技文献就应该是我们优先要解决的问题。其次有了设计思路后就需要进行三文的建模、网格的划分以及流动仿真计算等工作，这些都将是我们必须要解决的问题。只有解决了以上的两点问题，结合导师的指导我们才可以顺利地完成本次研究。