张辉, 李杰, 韩杰

(西北工业大学 航空学院, 陕西 西安　710072)



基于重叠场源法的非定常气动力计算研究

张辉, 李杰, 韩杰

(西北工业大学 航空学院, 陕西 西安710072)

摘要：面向气动弹性工程应用，将基于雷诺平均N-S方程的定常流动数值解引入跨声速小扰动方程，在小扰动条件下非定常激波效应由定常激波效应确定，从而发展了一种可用于跨声速流动的非定常气动力计算方法。数值算法利用块三对角近似技术大大提高了算法的计算效率、节省了计算所需内存空间，并采用了重叠场源策略为复杂构型的非定常气动力计算提供了有利保障。文中以F5机翼为计算算例，研究了场源模型参数对非定常气动力计算结果的影响，并验证了块三对角近似算法的可靠性；以CRM WBH翼身尾构型为算例，检验了针对复杂构型重叠场源策略的可行性。

关键词：非定常流动；跨声速流动；马赫数；气动力；压力分布；计算效率

非定常气动力的计算对气动弹性分析、动导数计算及机动、突风载荷计算等都具有特别重要的意义[1-3]。长期以来，广泛应用于气动弹性分析的气动力计算方法是偶极子格网法[4-5](doublet lattice method,DLM)，多个商用软件均采用了DLM进行气动弹性分析，如MSC.NASTRAN的气动弹性模块。DLM方法能够提供亚声速及超声速范围内较为精确的非定常气动力，其最大的优点还在于能够生成气动力影响系数(AIC)矩阵。AIC矩阵不依赖于飞机结构参数，因此，在结构设计循环中只需计算1次而重复使用。但是DLM是基于线化势流理论的方法，无法解决非线性较强的流场，不适用于跨声速非定常气动力计算。……