機(jī)翼三維繞流的非定常模擬研究的開題報告

機(jī)翼三維繞流的非定常模擬研究的開題報告一、研究背景及意義隨著現(xiàn)代工業(yè)和科技的不斷發(fā)展，飛機(jī)已經(jīng)成為現(xiàn)代人們生活中不可或缺的交通工具之一，而機(jī)翼作為飛機(jī)不可或缺的組成部分，其設(shè)計和性能一直是飛行器設(shè)計中的重要研究內(nèi)容。在過去的幾十年里，科學(xué)家們通過運用定常流場理論、實驗室實驗以及實際測試等手段對機(jī)翼氣動力學(xué)性能進(jìn)行了廣泛的探究。但是由于真實飛行中機(jī)翼所受到的氣動環(huán)境受到非常多的因素的影響，比如氣流湍流度、機(jī)翼自身的運動狀態(tài)，這就導(dǎo)致了機(jī)翼氣動力學(xué)行為難以用定常理論進(jìn)行描述。因此，研究機(jī)翼在非定常氣流中的繞流行為，已經(jīng)成為飛行器設(shè)計領(lǐng)域中備受關(guān)注的領(lǐng)域。通過對機(jī)翼在非定常氣流中的繞流行為進(jìn)行研究，可以更好地理解機(jī)翼的氣動力學(xué)行為，并且進(jìn)一步提高飛行器的性能、安全性以及穩(wěn)定性。二、研究內(nèi)容本研究將利用計算流體動力學(xué)（CFD）方法，針對機(jī)翼三維繞流進(jìn)行非定常數(shù)值模擬研究。主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面：1.采用非定常雷諾平均Navier-Stokes（RANS）方程，對機(jī)翼三維繞流進(jìn)行數(shù)值模擬研究。2.研究非定常氣流環(huán)境對機(jī)翼氣動力學(xué)性能的影響。3.研究機(jī)翼不同運動狀態(tài)下的氣動力學(xué)性能變化，包括升力、阻力和力矩等方面。4.分析定常和非定常機(jī)翼繞流的差異，尋找機(jī)翼非定常繞流行為的規(guī)律。三、研究方法1.編寫求解RANS方程的CFD程序，對機(jī)翼三維繞流進(jìn)行數(shù)值模擬研究。2.使用動網(wǎng)格技術(shù)（AMR）對網(wǎng)格進(jìn)行適應(yīng)性劃分，提高計算效率。3.采用非定常邊界條件，模擬真實飛行中機(jī)翼所受到的非定常氣流環(huán)境。4.對機(jī)翼不同運動狀態(tài)下的繞流場進(jìn)行分析，比較定常和非定常情況下的氣動力學(xué)性能差異。5.使用流變模擬軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理，可視化氣動力學(xué)表現(xiàn)，進(jìn)一步分析機(jī)翼繞流行為的規(guī)律。四、預(yù)期成果本研究預(yù)計可以得到以下幾個方面的成果：1.揭示機(jī)翼在非定常氣流中的繞流行為，分析非定常氣流環(huán)境對機(jī)翼氣動力學(xué)性能的影響。2.研究機(jī)翼不同運動狀態(tài)下的氣動力學(xué)性能變化，比較定常和非定常情況下的差異，尋找機(jī)翼非定常繞流行為的規(guī)律。3.開發(fā)可用于飛機(jī)設(shè)計工程實踐的數(shù)值模擬技術(shù)，為飛行器設(shè)計提供更加準(zhǔn)確的氣動力學(xué)性能預(yù)測。4.提高對飛行器非定常氣流環(huán)境下的響應(yīng)能力，提高飛行器的安全性、穩(wěn)定性以及性能。五、研究進(jìn)度安排1.前期工作：文獻(xiàn)調(diào)查，數(shù)值模擬軟件的熟悉與運用。2.研究計劃：數(shù)值模擬程序的編寫與調(diào)試；氣動力學(xué)性能預(yù)測結(jié)果的分析與驗證；數(shù)據(jù)后處理及分析。3.預(yù)計完成時間：前期工作（1個月），研究計劃（6個月），數(shù)據(jù)后處理及分析（1個月），論文撰寫（2個月）。六、參考文獻(xiàn)1.陳小云，車木平.非定常繞流理論和計算[J].力學(xué)進(jìn)展,2002,32(01):21-36.2.王革平，張柯.渦度流體力學(xué)導(dǎo)論[M].上海交通大學(xué)出版社,2017.3.Anderson,J.