RAE2822翼型大长径比火箭弹气动特性数值模拟
摘要大长径比火箭弹成为未来火箭弹的发展趋势，仅依靠传统风洞试验无法满足当今研究的需求，计算流体力学的发展使得模拟仿真可以替代了一部分试验。本文以RAE2822翼型为算例，验证了本文方法计算气动数据的准确性。其后对某大长径比火箭弹进行了数值模拟，并且对比了不同马赫数及攻角下升力系数、阻力系数、俯仰力矩系数等特征气动数据的变化。通过计算结果处理作出火箭弹压强、温度分布云图，分析不同条件下火箭弹周边流场变化，为火箭弹气动外形的设计和修改提供数据参考。83072
毕业论文关键词 大长径比火箭弹 数值模拟 气动特性
毕业设计说明书外文摘要
Title Numerical Simulation of the Aerodynamic Characteristics of Large Fineness Ratio Rockets
Abstract Large fineness ratio rocket has become the development trend of the future rockets。The experiment of wind tunnel tests alone can’t satisfy the need of current research。However,the development of the computational fluid dynamics makes it possible to replace the part of experiment by simulation。The article choose the airfoil RAE2822 as the example,and verify the accuracy of the aerodynamic data which is calculated by the method。Afterwards,this article calculates the aerodynamic data of a large fineness ratio rocket,then compares the difference of the aerodynamic parameters such as lift force,drag force,moment etc。 under different Mach numbers and different angles。Under different situations,the flow field around the rocket will change,and the analysis of the differences will provide reference data for the design and revision of the aerodynamic configuration。
Keywords large fineness ratio rockets; numerical simulation; aerodynamic characteristics
目 次
1 引言 1
1。2 本文的主要内容及意义 2
2 数值计算方法 3
2。1 控制方程 3
2。2 初始条件与边界条件 5
2。3 空间离散格式 6
2。4 数值模拟方法验证 6
3 大长径比火箭弹气动特性 9
3。1 火箭弹几何模型 9
3。2 网格划分 9
3。3 计算结果分析 11
结 论 26
致 谢 27
参 考 文 献 28
1 引言
在现代战争环境下，对于武器的打击精度、速度、射程等要求越来越高，因此各类大长径比的制导炮弹就成为了兵器领域的研究热点[1]。随着火箭弹长径比的增大以及飞行速度的提高，对其气动特性的研究也显得刻不容缓。
火箭弹在设计过程中需要考虑诸多因素，其中最关键的是气动特性，它影响着火箭弹在飞行过程中的状态。火箭弹气动外形决定了它的气动特性，为了获得合理的气动外形，一般通过大量试验反复调试改进[2]。
上世纪70年代前，飞行器设计中风洞试验是主要甚至唯一的获取气动数据的方法，计算机只是作为辅助[3]。然而通用的风洞试验成本高且试验周期长，耗费大量的人力、物力和财力[4]，无法满足当今武器研制的需求。计算流体力学的发展恰好弥补了这个缺陷，随着计算机技术的迅猛发展，数值计算方法不断成熟，这门新兴学科正在航空、航天、气象、交通及生命科学等诸多领域大放异彩。在火箭弹的设计过程中，计算机可以在一定试验的基础上模拟仿真，代替部分试验[5]。