免费论文：不同截面机身前体上的流动特性和流动控制研究

本论文的研究目的是，通过对不同截面机身前体流动结构、侧向力特性、非对称涡产生的机理和流动控制研究，揭示绕机身前体流动的流动特性和非对称涡产生的机理，通过流动控制手段研究为下一代无人战斗机提供有效的航向控制。 对三种小长细比的不同截面机身前体的流场结构和侧向力特性的研究表明，低位旋涡的破裂和新生涡的产生是大迎角下侧向力下降的原因，不同截面两侧曲率变化是造成不同截面前体侧向力特性的差异。确定了侧向力由绕流吸力、旋涡和二次涡吸力差组成，进而揭示出了不同截面模型上侧向力组成成分的差异。 通过对不同机身前体的空间流场结构和壁面压力分布的分析，说明了侧向力沿轴向位置分布变化的原因。并分析了新生涡产生的过程和对侧向力的影响。通过数值方法和激光粒子图像测速实验（PIV）发现了小锥顶角机身前体模型上的涡面分裂现象，讨论了涡干涉、涡破裂和涡面分裂现象的非定常特性以及对壁面压力和侧向力产生的影响。 通过对添加小鼓包的圆锥柱体流动现象分析，发现小鼓包扰动在头部总会产生旋涡的微小非对称，头部微小非对称会向上游和向下游传播，只是在临界迎角以下微小非对称向前和向后传播时不会被放大；在临界迎角以上，头部微小非对称向下游传播会被放大，从而产生非对称涡。提出了机身背风面对称面上的法向速度梯度沿轴向位置向后是增加还是减小是判断模型上会不会形成非对称涡的判据，数值模拟证实法向速度梯度沿轴向位置向后增加是机身头部微小非对称发展为非对称涡的根本原因。 对于长细比5.2的圆截面前体，在很大的迎角范围内，选择在特定的周向角位置添加鼓包，可以将模型上的侧向力系数控制在很小的范围之内。对于圆锥柱体，由于头部直径线性增加，利用鼓包基本可以消除模型上产生的侧向力。法向吹气和喷管切向吹气也对圆锥柱体、椭圆锥柱体的侧向力产生一定的控制作用。

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