Исследование аэродинамических характеристик самолета "Цикада" с помощью программы Tornado
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
у алгебраических уравнений, решая которые находят интенсивности любого вихря. Зная их можно найти распределение циркуляции по размаху и по хорде крыла. Можно найти распределения аэродинамической нагрузки по всей хорде крыла.
2. РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДА ДИСКРЕТНЫХ ВИХРЕЙ В ПРОГРАММЕ TORNADO
Программа Tornado основана на методе дискретных вихрей. Особенности реализации метода дискретных вихрей в программе Tornado:
1)Вместо обычных П-образных вихрей, в программе используются семисегментные П-образные вихри, у которых хвосты направлены по крылу, по закрылку и потом по потоку (Рисунок 2.3);
Рисунок 2.3- Семисегментный П-образный вихрь
2)Профиль учитывается с помощью принципа косых нормалей (Рисунок 2.4);
3)Геометрия, типа угла закрутки конца крыла, учитывается явно (Рисунок 2.5);
4)Угол атаки учитывается явно;
5)Отклонение закрылка учитывается явно;
)Хвосты вихрей направлены по скорости набегающего потока.
Рисунок 2.4- Замена профиля крыла косыми нормалями
Рисунок 2.5- Закрутка конца крыла
3. ГЕОМЕТРИЯ САМОЛЕТА ЦИКАДА. ЗАДАНИЕ ГЕОМЕТРИИ В ПРОГРАММЕ TORNADO
Геометрические характеристики самолета Цикада (Таблица №1) получены из документации Спецификация образца легкого самолета Цикада и сняты с чертежей, представленных на рисунке 3.1.
Рисунок 3.1- Три вида самолета Цикада
Таблица №1
ПараметрЗначениеРазмерностьПервое крыло Число разделов3 Первый раздел Координата центра тяжести х0 Координата центра тяжести у0 Координата центра тяжести z0 Координата опорной точки х0.35 Координата опорной точки у0 Координата опорной точки z0 Симметрия относительно плоскости Oxz1 Средняя аэродинамическая хорда1.4мПрофиль в начале разделаPIII Число панелей вдоль хорды10 Угол поперечного V0.5град.Число панелей по полуразмаху20 Полуразмах5.46мСужение1 Профиль на конце разделаPIII Стреловидность по 1/4 хорд0град.Угол закрутки конца крыла0град.Тип сетки1 Наличие закрылков1 Хорда закрылка в долях к корневой хорде0.29 Число панелей вдоль хорды закрылка5 Симметрично ли отклоняются закрылки1 Второй раздел Угол поперечного V0.5град.Число панелей по полуразмаху2 Полуразмах0.19мСужение0.84 (1.99) Профиль на конце разделаPIII Стреловидность по линии 1/4 хорд45град.Угол закрутки конца крыла0град.Тип сетки1 Наличие закрылков0 Третий раздел Угол поперечного V90.5град.Число панелей по полуразмаху2 Полуразмах0.1мСужение1 Профиль на конце раздела0 Стреловидность по 1/4 хорд0град.Угол закрутки конца крыла0град.Тип сетки1 Наличие закрылков0 Второе крыло (горизонтальное оперение) Число разделов2 Первый раздел Симметрия относительно плоскости Oxz1 Координата апекса х3.85 Координата апекса у0 Координата апекса z-0.13 Корневая хорда0.43мПрофиль в начале раздела0 Число панелей вдоль хорды5 Поворот корневой хорды-5град.Угол поперечного V0град.Число панелей по полуразмаху3 Полуразмах0.24мСужение1.93 Профиль на конце раздела0 Стреловидность по 1/4 хорд25.1град.Угол закрутки конца крыла-5град.Тип сетки1 Наличие закрылков0 Второй раздел Угол поперечного V0град.Число панелей по полуразмаху10 Полуразмах1.09мСужение1 Профиль на конце раздела0 Стреловидность по 1/4 хорд0град.Угол закрутки конца крыла-5град.Тип сетки1 Наличие закрылков0
Построение геометрии в программе Tornado:
)Профиль учитывается с помощью принципа косых нормалей (Рисунок 2.4);
) Угол закрутки конца крыла учитывается явно (Рисунок 2.5);
3)
4)Если крыло имеет сложную геометрию, например, с переменной стреловидностью, переменным углом поперечного V, механизацией, расположенной в разных частях крыла и т.д., то необходимо разбить крыло на трапециевидные части.
5)Задается разбивка крыла и оперения, в данной работе линейная и такой вид разбивки, как по размаху по полукосинусам, а по хорде по косинусам.
Применяя линейную разбивку, получим геометрию, представленную на рисунках 3.2-3.7.
Рисунок 3.2- Расположение косых нормалей при линейной разбивке ()
Рисунок 3.3- Геометрия самолета Цикада при линейной разбивке ()
Рисунок 3.4- Расположение косых нормалей при линейной разбивке ()
Рисунок 3.5- Геометрия самолета Цикада при линейной разбивке ( )
Рисунок 3.6- Расположение косых нормалей при линейной разбивке ()
Рисунок 3.7- Геометрия самолета Цикада при линейной разбивке ()
Применяя второй вид разбивки, получим геометрию самолета и расположение косых нормалей, изображенные на рисунках 3.8-
Рисунок 3.8- Расположение косых нормалей при втором виде разбивки ()
Рисунок 3.9- Геометрия самолета Цикада при втором виде разбивки ()
Рисунок 3.10- Расположение косых нормалей при втором виде разбивки ( )
Рисунок 3.11- Геометрия самолета Цикада при втором виде разбивки ()
Рисунок 3.12-Расположение косых нормалей при втором виде разбивки ()
Рисунок 3.13- Геометрия самолета Цикада при втором виде разбивки ()
4. РЕЗУЛЬТАТЫ
Результаты получаем в шестом пункте меню программы Tornado в виде графиков, представленных на рисунках 4.1- 4.4.
Рисунок 4.1- Зависимость коэффициента подъемной силы от угла атаки ? при линейной разбивке
Рисунок 4.2- Зависимость коэффициента подъемной силы от угла атаки ? при разбивке по косинусам- полукосинусам
С помощью математического пакета MATLAB пост?/p>