空气动力学学报
空氣動力學學報
공기동역학학보
ACTA AERODYNAMICA SINICA
2014年
1期
38-44
,共7页
尾喷流%后体阻力%优化设计%优化加速算法
尾噴流%後體阻力%優化設計%優化加速算法
미분류%후체조력%우화설계%우화가속산법
jet flow%afterbody drag%optimization design%acceleration method
采用数值计算方法模拟零迎角跨声速来流下战斗机后体流场,并进行后体外形的减阻优化设计.通过数值求解二维轴对称Navier-Stokes方程、kω SST湍流模型和气体组分方程,研究战斗机后体绕流与尾喷流相互耦合的流场特性,对三种欠膨胀喷管压比下的喷流进行数值模拟,同时对比多组分气体喷流和理想气体喷流对后体阻力的影响.采用梯度法对轴对称后体外形进行减阻优化设计,提出一种优化设计加速算法,其基本思路是通过逐步增加设计控制点个数并根据外形曲率合理分布设计控制点的位置,从而改善梯度法的优化效率.计算结果发现,超声速喷流会在后体尾部附近形成复杂的波系结构;与组分气体喷流相比,采用理想气体作为喷流介质时的后体阻力系数略高;在跨声速来流状态下,后体阻力系数值随喷压比的增大而减小.优化结果显示,优化后的的后体阻力系数可以降低13％左右;与一次性均匀分布优化控制点的梯度法优化方法相比,采用提出的优化加速算法可以缩短优化计算时间40％左右,并且可以提高优化设计的精度.
採用數值計算方法模擬零迎角跨聲速來流下戰鬥機後體流場,併進行後體外形的減阻優化設計.通過數值求解二維軸對稱Navier-Stokes方程、kω SST湍流模型和氣體組分方程,研究戰鬥機後體繞流與尾噴流相互耦閤的流場特性,對三種欠膨脹噴管壓比下的噴流進行數值模擬,同時對比多組分氣體噴流和理想氣體噴流對後體阻力的影響.採用梯度法對軸對稱後體外形進行減阻優化設計,提齣一種優化設計加速算法,其基本思路是通過逐步增加設計控製點箇數併根據外形麯率閤理分佈設計控製點的位置,從而改善梯度法的優化效率.計算結果髮現,超聲速噴流會在後體尾部附近形成複雜的波繫結構;與組分氣體噴流相比,採用理想氣體作為噴流介質時的後體阻力繫數略高;在跨聲速來流狀態下,後體阻力繫數值隨噴壓比的增大而減小.優化結果顯示,優化後的的後體阻力繫數可以降低13％左右;與一次性均勻分佈優化控製點的梯度法優化方法相比,採用提齣的優化加速算法可以縮短優化計算時間40％左右,併且可以提高優化設計的精度.
채용수치계산방법모의령영각과성속래류하전두궤후체류장,병진행후체외형적감조우화설계.통과수치구해이유축대칭Navier-Stokes방정、kω SST단류모형화기체조분방정,연구전두궤후체요류여미분류상호우합적류장특성,대삼충흠팽창분관압비하적분류진행수치모의,동시대비다조분기체분류화이상기체분류대후체조력적영향.채용제도법대축대칭후체외형진행감조우화설계,제출일충우화설계가속산법,기기본사로시통과축보증가설계공제점개수병근거외형곡솔합리분포설계공제점적위치,종이개선제도법적우화효솔.계산결과발현,초성속분류회재후체미부부근형성복잡적파계결구;여조분기체분류상비,채용이상기체작위분류개질시적후체조력계수략고;재과성속래류상태하,후체조력계수치수분압비적증대이감소.우화결과현시,우화후적적후체조력계수가이강저13％좌우;여일차성균균분포우화공제점적제도법우화방법상비,채용제출적우화가속산법가이축단우화계산시간40％좌우,병차가이제고우화설계적정도.
