胡奇,王明振,吴彬,张家旭,黄淼

(中国特种飞行器研究所 高速水动力航空科技重点实验室，湖北 荆门 448035)

水陆两栖飞机着水过程是一个气、液、固三相耦合作用的复杂物理过程，预报其着水性能需同时考虑气动力、水动力的影响。近年来，针对飞机水面降落仿真分析，近年主要采用ALE、CEL、SPH及VOF等仿真技术。部分学者采用ALE或CEL算法分析了水陆两栖飞机着水时的重心过载、船底压力随时间变化曲线，并研究了姿态角、下沉速度及气动升力对着水性能的影响[1-7]。有学者对水陆两栖飞机典型横截面模型和全机模型进行入水撞击试验研究，分析了水陆两栖飞机二维和三维模型入水撞击下的喷溅特性与冲击压力分布规律[8-9]。有学者采用有限体积法，运用六自由度模型和整体动网格技术模拟NACA2929简化模型在水上迫降中的运动特性[10]。还有学者采用SPH光滑质点流体动力学方法模拟小型飞机在波浪上的水上迫降特性，得到了最优的水上迫降姿态[11]。

已有的飞机着水或水上迫降仿真计算研究仍存在一定的问题：①CEL、ALE算法和SPH粒子算法可较好的解决流体变形的问题，但是不能更好地模拟流体的粘性流动特性，且为计及机翼气动升力，以直接施加额外气动升力或力矩的形式考虑气动升力对着水性能的影响。通过试验研究表明，飞机在着水过程中，水平速度和姿态角是不断变化的，预先定义气动升力和力矩会给仿真结果带来一定的不确定性(气动升力、力矩随时间的变化曲线不能确定)；……