一种减缩CFD非定常分析计算量的方法
2013-09-12赵世平王汉平张煜冰王邵助
兵器装备工程学报 2013年12期
关键词:区域
杨 鸣,赵世平,王汉平,张煜冰,王邵助
(1.北京理工大学 宇航学院,北京 100081;2.北京机电工程研究所 11室,北京 1000781)
非定常气动力精确计算是飞行器动气弹和气动伺服动力学问题得到准确分析前提[1-8],也是了解飞行器操纵性、机动性和稳定性等飞行品质的关键。
针对非定常气动力计算,传统上往往引入准定常假设,假定在任何非定常运动瞬间飞行器气动特性都与同一飞行器以等速度进行平移或转动时所显现的气动特性一致,这实际上忽略了运动和频率的依赖关系[9]。准定常假设在工程上简单易用,但用于颤振和动响应分析时精度不足,在理论上也是站不住脚的。对于非定常运动的正确处理方式,是借助CFD分析中动网格技术建立流场中的动边界模型,让物体在流场中以真实的形态“运动”,这种指导思想下建立的模型在理论上才是完备的,在工程实践上也具有更高精度。要让运动物体在计算域中“运动”起来,需要预先构造足够大且覆盖物体运动空间的网格计算区域。但是,以飞行器为代表的航行体运动速度快,达到每秒数百米乃至上千米的数量级,即使仅仅只分析飞行器数秒时间范围内的运动流场,在其主要运动方向上也必须构造成百上千,甚至上万米的运动区域,如果还要进一步考虑飞行器的三维几何效应,那么其所需计算资源将是现有绝大多数计算机都无法提供的。减缩计算量将是非定常运动问题分析一个重要课题。……
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