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阻力特性分析 与减阻措施研究  西北工业大学 2004.11 1、研究方法 采用N-S方程数值模拟和跨、超音速面积律设计相结合的综合研究方法。 对基础外形阻力特性进行数值计算； 分析流场特性，提出减阻措施； 采用跨、超音速面积律进行修形设计； 对修形外形进行阻力特性数值分析，验证 修形措施的可行性。 2.1 数值计算方法 1）控制方程 采用N－S方程为控制方程。 2）湍流模型 采用两方程k-ε湍流模型模拟动力粘性。 3）网格 亚音速：非结构网格，约100万； 超音速：结构与非结构混合网格，约370万； 局部加密。 2.2 网格 亚音速对称面网格 2.2 网格 亚音速机身表面局部网格 2.2 网格 跨、超音速对称面网格 2.2 网格 跨、超音速机身表面网格 采用N-S方程数值计算方法进行气动力和流场计算， 可提供比面积律更为精准的气动力信息； 基于面积律概念，根据基本外形压力分布和流场特 性，分析计算结果与面积分布之间的联系，找出影 响气动力的因素，再依据工程实现的可行性，进行 飞机外形的修形。 2.3 面积率设计 高度：H = 11km； 速度：M = 0.6、0.8、0.95、1.05、1.1、1.3、1.5、1.8； 迎角： 亚音速：α= -4°～26°、△α= 2°； 跨音速：α= -4°～16°、△α= 2°； 超音速：α= -4°～12°、△α= 2°。 2.4 研究条件 3、结果与分析 3.1 外形对零升阻力影响 亚音速：变化不大。 BDF： 跨音速↓6－7％； 超音速↑3％。 RSDF： 跨音速↓5－7％； 超音速↓4－6％。 Cd0最小 3.1 外形对零升阻力影响（截面积影响） 两个极大S与极小值s (1.5－8.0m、5－21框) BDF： S1＞S2；s1不光滑； SDF： S1 ＜ S2；s1光滑； RSDF： S1 ＜ S2；s1光滑； S - s↓； S1 → S2。 3.1 外形对零升阻力影响（压力） BDF RSDF→ SDF→ 3.1 外形对零升阻力影响（压力） BDF RSDF→ SDF→ 3.2 外形对升阻性能影响 RSDF＜ SDF↓4－6% RSDF＞ SDF 跨音速↑2－5%； 超音速↑1－2％。 RSDF＞ SDF ↑2－4％ 3.2 外形对升阻性能影响 1.9 0.05068 0.04973 -4.1 0.03950 3.9 0.04120 0.04289 1.8 1.6 0.06149 0.06051 -5.7 0.04258 2.8 0.04514 0.04642 1.5 1.2 0.06943 0.06860 -5.6 0.04441 2.9 0.04705 0.04848 1.3 1.6 0.07898 0.07770 -6.7 0.04512 -0.7 0.04837 0.04801 1.1 2.6 0.08262 0.08055 -4.7 0.04289 -7.4 0.04501 0.04189 1.05 4.7 0.07866 0.07515 7.4 0.02931 -6.2 0.02730 0.02570 0.95 2.1 0.06389 0.06260 -0.1 0.01892 -0.3 0.01895 0.01888 0.8 -2.5 0.05754 0.05905 -1.0 0.01864 1.4 0.01883 0.01910 0.6 △% RSDF SDF △2% RSDF △1% SDF BDF M CLα CD0 3.2 外形对升阻性能影响 0.5 4.403 4.382 -1.4 0.25766 0.26136 1.8 3.2 4.720 4.572 -4.4 0.20809 0.21778 1.5 2.0 4.981 4.883 -6.1 0.19058 0.20306 1.3 3.8 5.553 5.351 -5.2 0.16404