一种基于制造技术

本发明专利技术公开一种基于

【技术实现步骤摘要】
一种基于CFD的通航飞机飞行仿真的气动力分析方法


[0001]本专利技术涉及气动力分析
，具体涉及一种基于
CFD
的通航飞机飞行仿真的气动力分析方法
。

技术介绍

[0002]目前，计算流体力学
(CFD)
在航空航天领域处在飞速发展时期，以
Navi er
‑
Stokes
方程计算程序为核心协同相关子程序和并行运算单元的运算方式，因其广泛的适用性逐渐被众多的领域所采纳
。
目前这种运算方式也迅速被推广到飞行器设计中，从而更好地模拟流动
。
[0003]飞行器几何外形比较复杂，由于对物理模型的选取
、
控制方程的离散化处理
、
计算区域网格的划分以及边界条件的解决，以及高雷诺数中的脉动尺度相差较大，上述因素都会对流体力学计算结果产生较大的影响，从而导致流体力学计算结果与真实状况间的偏差较大
。
[0004]与公共运输飞机不同，通航飞机的飞行任务涉及许多方面，通航飞机各机型的作业性质也存本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于
CFD
的通航飞机飞行仿真的气动力分析方法，其特征在于，包括以下步骤：利用建模软件构建通航飞机的三维模型；构建所述三维模型的
CFD
控制方程
、
所述
CFD
控制方程的离散化方法
、
所述三维模型的
CFD
网格生成方法
、
局部边界层网格设计方法；在
ANSYS FLUENT
仿真软件中构建所述三维模型的边界条件
、
湍流模型以及整机
CFD
计算的压力修正方法，并对通航飞机在不同工况下进行仿真，得到通航飞机的气动特性参数；根据所述通航飞机的气动特性参数，并使用
CFD
数值模拟得到相应的气动力数值；根据所述气动力数值构建飞行仿真非线性气动力模型，并基于所述飞行仿真非线性气动力模型进行飞行仿真的气动力分析
。2.
根据权利要求1所述的基于
CFD
的通航飞机飞行仿真的气动力分析方法，其特征在于，在构建所述三维模型的
CFD
控制方程时，包括：构建所述三维模型的连续性方程，所述连续性方程的微分形式，如公式1所示：所述连续性方程在直角坐标系下的形式，如公式2所示：式中，
V
是速度矢量，
ρ
为密度，
t
为时间
。3.
根据权利要求2所述的基于
CFD
的通航飞机飞行仿真的气动力分析方法，其特征在于，在构建所述三维模型的
CFD
控制方程时，还包括：构建所述三维模型的动量方程，所述动量方程的微分形式，如公式3所示：式中，为汉密尔顿算子，
μ
为粘性系数，
F
为外力，
V
为速度矢量，
P
为压力，
ρ
为密度，为散度；构建所述三维模型的能量方程，在定常绝热的情况下，所述能量方程如公式4所示：式中，
c
p
为比热容，
T0为初始温度，
T
为温度，
V
为速度矢量
。4.
根据权利要求1所述的基于
CFD
的通航飞机飞行仿真的气动力分析方法，其特征在于，在构建所述
CFD
控制方程的离散化方法时，包括：采用有限体积法作为所述
CFD
控制方程的空间离散方法，具体如公式5所示：式中，
Φ
为通用变量，
V
速度，
ρ
为密度，
Γ
Φ
为广义扩散系数，
S
Φ
为广义源项；并通过选取中心差分格式，对所述
CFD
控制方程进行离散化
。5.
根据权利要求1所述的基于
CFD
的通航飞机飞行仿真的气动力分析方法，其特征在于，在构建所述三维模型的
CFD
网格生成方法时，包括：通过选取中心差分格式获取非结构网格的计算域，生成初始网格；
基于设置的湍流模型和求解参数进行所述初始网格的气动力系数误差的校核和验证；若校核和验证不通过，则对所述初始网格的数量进行加密，生成新的初始网格，并进行所述新的初始网格的气动力系数误差的校核和验证；重复上述过程直至生成的网格的气动力系数误差的校核和验证通过
。6.
根据权利要求1所述的基于
CFD
的通航飞机飞行仿真的气动力分析方法，其特征在于，在构建所述三维模型的局部边界层网格设计方法时，包括：在湍流核心层设置边界层网格，所述边界层网格的第一层网格高度，如公式6所示：式中，
y1为第一层网格高度，
y
为壁面与第一层网格节点的间距，
μ
...

【专利技术属性】
技术研发人员：白杨，刘威威，刘飞，
申请(专利权)人：广东优翼航空技术有限公司，
类型：发明
国别省市：