Исследование аэродинамических характеристик самолета "Цикада" с помощью программы Tornado
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени академика С. П. Королева
Кафедра аэрогидродинамики
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовой работе по механике сплошной среды на тему:
Исследование аэродинамических характеристик самолета Цикада с помощью программы Tornado
САМАРА 2009
РЕФЕРАТ
Пояснительная записка 23 с, 22 рисунка, 3 таблицы, 5 источников
МЕТОД ДИСКРЕТНЫХ ВИХРЕЙ, КОСЫЕ НОРМАЛИ, П-ОБРАЗНЫЙ ВИХРЬ, УГОЛ АТАКИ, КОЭФФИЦИЕНТ ОТВАЛА ПОЛЯРЫ, ЦИРКУЛЯЦИЯ, ПОДЪЕМНАЯ СИЛА, СИЛА ЛОБОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ, ПРОФИЛЬ
В данной курсовой работе необходимо исследовать аэродинамические характеристики самолета Цикада с помощью программы Tornado.
Цель работы - построить поляру крыла, найти коэффициенты отвала поляры, в зависимости от угла отклонения закрылка и разбивки, изучить влияние разбивки на результаты.
В процессе работы использована программа Tornado, с помощью которой строятся геометрия самолета, графики зависимости коэффициента подъемной силы от угла атаки ?. Коэффициенты отвала поляры получены с помощью метода наименьших квадратов в математическом пакете MATLAB.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
. МЕТОД ДИСКРЕТНЫХ ВИХРЕЙ
. РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДА ДИСКРЕТНЫХ ВИХРЕЙ В ПРОГРАММЕ TORNADO
. ГЕОМЕТРИЯ САМОЛЕТА. РЕЗУЛЬТАТЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ВВЕДЕНИЕ
В данной курсовой работе необходимо исследовать аэродинамические характеристики самолета Цикада с помощью программы Tornado.
Цель работы - построить поляру крыла, найти коэффициенты отвала поляры, в зависимости от угла отклонения закрылка и разбивки, изучить влияние разбивки на результаты.
В процессе работы использована программа Tornado, с помощью которой строятся геометрия самолета, графики зависимости коэффициента подъемной силы от угла атаки ?. Коэффициенты отвала поляры получены с помощью метода наименьших квадратов в математическом пакете MATLAB.
характеристика аэродинамика поляра крыло tornado
1. МЕТОД ДИСКРЕТНЫХ ВИХРЕЙ
В численных расчетах осуществляется переход от непрерывных распределений параметров потока и других величин по пространству и процессов их изменения во времени к дискретным. Нестационарный вихревой слой на крыле и за ним моделируется системой дискретных вихрей, представляющих собой прямолинейные или кольцевые нити в зависимости от формы крыла (рисунок 1.1).
Рисунок 1.1- К замене непрерывного распределения циркуляции дискретным (1- суммарные вихри, 2- свободные, 3- контрольные точки)
Непрерывный процесс изменения во времени граничных условий и аэродинамических нагрузок на несущей поверхности заменяется ступенчатым (рисунок 1.2).
Рисунок 1.2- К переходу от непрерывных изменений во времени к ступенчатым
Полагается, что граничные условия и нагрузки скачкообразно изменяются в некоторые расчетные моменты времени ?=0,?_1,…,?_r
(r=0,1,…), а в промежутках между этими моментами остаются неизменными и равными значениям этих величин в начале каждого промежутка.
Граничных условий на поверхности обтекаемого крыла, условий о замкнутости вихревых систем и гипотезы Чаплыгина- Жуковского для задних острых кромок достаточно для того, чтобы в каждый расчетный момент времени найти циркуляции нестационарных вихрей. Задача сводится к решению системы линейных алгебраических уравнений относительно искомых циркуляций.
Если изучаются отрывные режимы, то допускается сход свободных вихрей с передних кромок, с изломов и т.п. Тогда в указанных местах удовлетворяется требование о конечности скоростей (гипотеза Чаплыгина- Жуковского). Это дает дополнительные условия для определения в любой момент времени циркуляций указанных свободных вихрей, сходящих с крыла. По известным циркуляциям с помощью интеграла Коши- Лагранжа (3.11) определяются нестационарные нагрузки. Положение свободных вихрей вне крыла в любой момент времени находится из условия, что они движутся вместе с жидкими частицами и их циркуляции остаются неизменными во времени.
Указанные подходы позволяют изучать не только изменение аэродинамических характеристик при отрывном обтекании несущих поверхностей, но и процессы сворачивания вихревой пелены, ее разрушения и формирования спутного следа. По известному полю вихрей в следе и найденному их положению в пространстве рассчитываются поля средних и пульсационных скоростей и давлений в фиксированных точках следа и основные статистические характеристики вихревых потоков в отрывных областях.
Метод дискретных вихрей в данной работе:
0
Рисунок 1.3- Разбивка кртыла на0
Разобьем фигуру, представляющую крыло в плане, на ряд панелей вдоль хорды и по полуразмаху. На каждой из панелей разместим П-образные вихри, присоединенная часть которых расположена на четверти хорды панели. Интенсивности этих вихрей неизвестны пока. Свободные части будут вызывать вертикальные составляющие скорости, т.к. реальное крыло непротекаемо для потока, то это условие выполняется в контрольных точках. На любой панели имеется одна контрольная точка. Так как индуцированные скорости пропорциональны циркуляции этих вихрей, то получаем замкнутую линейную систем