低速增压风洞尾撑系统支架干扰及其Re效应的数值模拟

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飞行器模型风洞试验要为飞行器设计研制提供准确可靠的数据，这是风洞试验工作者始终为之奋斗的目标。而在风洞试验中，支架干扰和洞壁干扰必然影响风洞试验数据的准确性，因此展开对支架干扰和洞壁干扰的研究是十分必要的。本文通过数值模拟的方法研究了FL-9低速增压风洞中2kπ尾撑系统横纵向三种运动方式对YF16模型气动力的干扰特性，同时讨论了Re数对支架干扰规律的影响；另外研究了洞壁对支架干扰的影响规律和模型各部件在有/无洞壁条件下的所受到的支架干扰情况。通过本文的研究工作，得到了以下几个结论：（1）通过对（DBM-01+支杆+风洞）模型不断增加网格数量后气动力的分析，表明y+=0.2的计算网格已经能够较准确地计算模型的气动力。本文所主要研究的YF16模型尺寸与DBM-01模型相差不大，故YF16模型参考DBM-01模型的网格密度和划分方式。在此基础上的计算结果和试验结果相比，变化规律完全一致；而且中小攻角时，数值模拟与实验基本重合。（2）通过对尾撑系统三种纵向运动方式，在有洞壁情况下支架对模型的气动力干扰量对比分析，可以得出：在迎角α=0°～80°范围内，三种运动方式的干扰量都相差不大，考虑到单轴正装的运动方式简单易控，故其为纵向优先推荐的运动方式。通过对尾撑系统三种横向运动方式，在有洞壁情况下支架对模型的气动力干扰量对比分析，可以得出：在侧滑角β=0°~25°变化范围内，多轴反装的干扰最大，单轴正装和多轴正装的干扰相差不大，但是从安装角度来看，单轴正装的安装简单，是横向优先推荐的运动方式。（3）对于单独YF16模型，Re数效应基本使得单独模型阻力系数和俯仰力矩系数减小，升力系数增大，气动焦点后移，且变化幅度随Re数的增大而减小。对YF16模型无侧滑状态下，当采用单轴正装安装方式时，所有气动力的支架/洞壁干扰量均随着Re数的增大而呈单调递增；但是对于俯仰力矩和滚转力矩，当Re数达到Re=3.73*106以后，其支架/洞壁干扰量随着Re数基本保持不变。（4）中小迎角范围内，单轴正装条件下，有/无洞壁时支杆对模型的气动力系数干扰规律基本一致，洞壁的存在使得纵向气动力干扰量大幅减小，横向气动力干扰量大幅增加。大迎角范围内，多轴反装条件下，模型的气动力干扰量与中小迎角时相比有很大的增加；洞壁的存在使得升阻力干扰反向且量值增大，横向三分力在α=60°附近受洞壁的影响较大。

低速增压风洞尾撑系统支架干扰及其Re效应的数值模拟

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