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乘波布局高超声速飞行器纵向静稳定特性分析被引量：17: 2014年; 高超声速滑翔飞行器稳定性设计方法的研究具有重要应用价值.乘波体构型滑翔飞行器由于没有平尾且飞行在高空、高超声速条件下,其纵向静稳定特性与常规飞机有很大不同,对此传统飞行力学并无相应设计依据.在相切锥乘波体理论基础上,本文建立了计及流向一阶导数和二阶导数的微元计算模型,结合牛顿法、活塞理论、切楔/切锥法的理论推导与CFD数值计算,研究了典型二维剖面在高超声速、宽攻角范围下的纵向静稳定特性,从理论角度证明了沿流向"下凸"的流线特征有利于保证纵向静稳定,而"上凹"形状特征不利于纵向静稳定,该结论通过二维和三维算例得到了验证.以上述分析为基础,解释了基于锥型流的乘波体难以满足纵向静稳定性的物理原因,以及俯仰配平舵面可能对纵向静稳定性带来的影响,并提出了相应解决方案.进一步分析表明该结论适用于宽马赫数和宽高度范围,且黏性作用并不改变上述规律,相关结论可作为高超声速滑翔飞行器气动设计的参考.; 贾子安张陈安王柯穆王发民; 关键词：纵向静稳定性乘波体高超声速滑翔飞行器气动力模型

一种高空高超声速非定常气动力近似模型被引量：4: 2013年; 针对高空高马赫数飞行环境和强黏性干扰的物理特性，在当地流活塞理论的基础上引入有效外形修正，发展了黏性修正当地流活塞理论，结合定常N—S方程解给出了高空高马赫数下针对该方法的有效外形的判据，并通过数值算例对该判据进行了验证．通过对典型尖头薄翼和典型钝头翼的一系列二维非定常算例，将该方法与一阶活塞理论、基于欧拉（Euler）方程的当地流活塞理论和非定常N—S方程数值解进行了对比．结果显示在高度为40—70km、马赫数为10—20范围内，通过该方法计算得到的非定常气动力与非定常N—s方程数值解吻合较好，明显优于活塞理论和基于Euler方程的当地流活塞理论．该方法克服了传统的活塞理论和当地流活塞理论不能用于高空高马赫数这类强黏性效应情况的弊端，在较宽的马赫数、攻角、飞行高度范围内都有良好的适用性，同时其计算效率远高于非定常N-S方程．; 韩汉桥张陈安王发民; 关键词：高超声速非定常气动力当地流活塞理论

钝化前缘乘波布局及其一体化构型气动特性被引量：5: 2013年; 以最大升阻比为优化目标,在锥型流场中优化设计出乘波布局,并考虑高超声速飞行器的防热需求,对乘波布局进行钝化设计,利用数值模拟和风洞实验两种手段,研究钝化前缘乘波布局的气动特性.结果表明:在一定钝化半径内,随着钝化半径的增加,乘波构型的升力特性变化仅为2%,但阻力特性增加近3倍,升阻比降低了将近50%.尽管如此,为了钝化乘波布局,仍维持了较高的升阻比,升阻比为3左右.同时,以二维顶压式进气道为基础,在多级楔锥组合体流场中,设计出满足超燃发动机进气要求的乘波前体/进气道一体化构型,并进行前缘钝化设计.针对一体化构型进行了数值验证,结果表明:此类一体化构型升阻比大于2.6,同时发动机总压恢系复数保持在40%左右,满足进气道的要求.; 陈雪冬王发民; 关键词：高超声速气动特性

高超声速滑翔乘波飞行器多物理效应研究被引量：2: 2014年; 高超声速滑翔飞行器在高空、高马赫数飞行时所面临的多物理效应对其气动性能会产生较大的影响。本文利用锥导乘波体进行工程化设计,生成了一种高超声速远程滑翔乘波飞行器,采用计算流体动力学(CFD)方法数值模拟了该飞行器在高空、高马赫数飞行状态下的流动,分析了高空多物理效应(主要关注粘性干扰效应和真实气体效应)对飞行器气动性能的影响,并通过比较分析得到了不同气动力系数对不同物理效应的敏感程度,可以为高超声速滑翔飞行器的设计及气动性能评估提供参考。; 韩汉桥张陈安王发民; 关键词：高超声速乘波飞行器真实气体效应; 全文增补中

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国家自然科学基金(11272319)