1  绪论

1。1 研究背景及意义

鸭式气动布局是制导兵器经常采用的一种气动布局形式[1]，如俄罗斯的“红土地”末制导炮弹。与其它布局形式相比，鸭式气动布局有如下优点：舵面距离惯性组件、导引头、弹载计算机近，联接电缆短，便于总体安排，有利于减小导弹重量，便于导弹的小型化；导弹质心的变化可以通过调整舵面及尾翼的尺寸或相对距离很容易地解决；操纵力臂大，铰链力矩小，便于减小舵机的功率；可避免将控制执行机构安置在发动机喷管周围的困难；舵面偏转方向与攻角方向一致，响应快；可降低导弹跨音速飞行时过大的静稳定性[3]。鸭式气动布局导弹的缺点是：鸭舵与尾翼之间存在滚转耦合，使滚转控制效率大大降低；滚转角与攻角（或侧滑角）的交叉耦合，会产生很大的面外力和面外力矩[4]。对鸭式气动布局的优点要充分利用，对其缺点要寻找措施加以克服。为此空气动力学工作者通过理论和实验研究进行改进，如：采用可自由旋转的尾翼减小滚转控制耦合和交叉耦合效应[5][6]。论文网

     流场是我们常常需要研究的一个问题。当钝头物体或迎角较大的尖头物体在空气中以超音速运动， 都将在流场中形成脱体激波。气体动力学的现有理论尚无法确定脱体激波的形状和脱体距离，这给我们研究整个流场的流动状况和各项参数在流场中的分布带来了困难。随着计算机计算速度和容量的研究， 数字仿真成为一种有效的方法。

1。2脱体激波

   （1）可压缩流动中一个非常重要而又复杂的现象是激波现象，在Navier-Stokes方程的范畴内，激波可以看做时一个连续但物理量的梯度非常大的有限厚度的结构。在数值求解Navier-Stokes 方程时，虽然理论上激波附近物理量是连续的，但在通常情况下，激波的厚度非常薄，远远小于计算网格的尺度；所以我们在计算中仍把激波当做间断处理

（2）脱体激波是物体低超声速飞行时的一种基本气动现象从本世纪40、50年代开始, 很多学者对此问题作了研究[8] 。这些工作主要是在实验数据基础上, 通过一定假设, 提出验或半经验的近似公式。由于跨声速流动的基本控制方程得不到解析处理, 很难从理论上给出简明的结果。即使作为跨声速相似律的应用所给出的结果也远非达到实用的境地。尽管计算机和算法上的发展使得模拟脱体激波的计算成为可能, 但很繁琐不便应用。借助一般性的分析建立起来的简单方法, 可以很容易得到脱体激波的有关数据, 在实际中仍具有重要的实用价值。

1。3国内外研究现状

1。4 论文的主要内容和方法

   本文的研究思路：本文首先概述了课题的研究背景和必要性，并分析了国内外的研究现状。第2章介绍计算方法并对二维算例进行分析。第3章通过结合所做的图片进行整理和分析。第4章，对全文进行总结概括。

本文主要通过通过采用Navier-Stokes方程等方法进行计算分析。将鸭翼置于距离弹头752mm的原始位置、向后200mm、向后400mm三种情况下，分别设置弹身攻角为0、2、4、8，获得各个状态下的升力系数、阻力系数等参数来研究分析脱体激波对鸭翼的影响。 

2 计算方法

2。1控制方程 

控制方程包括连续性方程、动量守恒方程、能量守恒方程。

2。1。1连续性方程

在流场中，流体会通过一部分控制面流入控制体，同时会通过另一部分控制面流出控制体，在这期间控制体内部的流体质量也会发生变化。按照质量守恒定律，流入的质量和流出的质量之差应该等于控制体内部流体质量的增量，由此可导出流体连续性方程的积分形式：