基于涡格法的编队飞行气动特性快速评估研究

【作者】 蔡金延； 刘大伟； 李栋； 陶洋； 邹满玲； 杨亨；

【机构】 中国空气动力研究与发展中心高速所； 西北工业大学航空学院学院飞行器空气动力学系；

【摘要】 编队飞行通常指2架或2架以上飞机按一定队形编组或排列飞行,通常要求各机之间必须保持规定的距离、间隔和高度差,以满足任务性能要求或充分发挥飞机性能。基于CFD的数值模拟仿真由于需要考虑尾流解析精度(直接影响气动力),网格量随着两机间距增大呈幂次增加,需要大量的计算资源和时间成本(约12000核时)。本文基于OpenVSP构建了一套编队气动力快速评估框架,基于EETAR12模型开展了数值验证,结果表明在涡格法计算结果与试验结果在线性段吻合度良好,调用4核CPU(基频为3.2GHz)两机编队涡格法计算时间小于30s,可用于快速评估。进一步,以CHN-T2标模为研究模型,分别采用快速评估框架与CFD开展了不同流向、展向间距尾流安全性评估,结果显示快速评估框架计算结果与CFD数值计算结果量级相同、趋势一致,但由于涡格法布置的马蹄涡位置固定,无法模拟前机尾涡下沉、扩散、耗散对后机气动力产生的非线性效应,仅适用于展向/纵向间距大于一倍飞行器展长的编队气动力评估。最后,本文总结基于位势流理论的编队气动力评估的适用范围与不足之处,并对进一步提高位势流计算精度的方法进行了讨论。更多还原