翼身组合体跨音速副翼翁鸣现象数值模拟

摘要

本文发展多块网格的生成技术和网格变形方法,通过耦合求解三维薄层Navier-Stokes方程与结构运动方程数值模拟翼身组合体跨音速副翼翁鸣现象.整个翼身组合体网格分成30块子区,子区之间的流场数据传递通过两层虚拟网格单元来完成.在每一步实时推进计算中,通过内迭代使整个耦合计算的时间精度达到二阶.计算中仅考虑了机翼与副翼的结构变形,在整个计算中副翼网格没有单独分区,而是在主翼与副翼之间引进了"剪刀差"网格,所以这种方法只适合于副翼小变形的情况,但从副翼随时间的变形趋势,可以大致推断是否有副翼翁鸣发生.数值模拟结果表明:对副翼刚性较强的结构模型,在小扰动作用下,副翼结构的振幅随时间变化减小,最后结构恢复到平衡态.但对副翼刚性较弱的结构模型,在马赫数0.98与1.05时,副翼结构变形的振幅随时间发展迅速增大,呈现出副翼翁鸣现象.