基于重叠网格法的飞机水上降落水动力砰击载荷研究

摘要：

为分析飞机在水上降落过程中的砰击载荷及运动规律,基于数值模拟研究NACA TN2929飞机水上降落过程,考查飞机的初始速度、初始仰角对降落过程的影响.求解雷诺平均纳维-斯托克斯方程(RANS)模拟飞机与水的相互作用,采用VOF方法捕捉自由面,采用重叠网格技术及DFBI模型模拟飞机与流体的耦合运动.通过计算楔形体和圆锥体自由入水过程验证模型的可靠性,通过网格和时间步长的收敛性分析确定合适的网格和时间步大小,与实验结果对比确定计算结果的正确性.模拟飞机以不同初始速度与不同仰角的着水过程,分析飞机底部压力的变化规律,研究飞机初始速度、初始仰角对砰击载荷及运动姿态的影响规律.数值计算结果表明飞机在入水0.2s左右砰击载荷会达到峰值,载荷峰值与飞机着水的速度的平方线性相关;飞机机身底部压力峰值出现在水面与机身的正向交界处;飞机初始仰角增加,砰击载荷峰值会有所减小.

关键词：数值模拟、重叠网格、飞机水上降落、耦合运动、砰击载荷

所属期刊栏目：39

分类号：TH212;TH213.3(起重机械与运输机械)

资助基金：国家自然科学基金51479044;航天科学基金ASFC201623P6005;中央高校基金HEUCFP201818

在线出版日期：2020-04-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：57-63