NACA半悬挂舵舵叶流场数值模拟及舵装置辅助设计的开题报告.docx

NACA半悬挂舵舵叶流场数值模拟及舵装置辅助设计的开题报告
一、研究背景和意义：
随着现代计算机技术的飞速发展，基于数值模拟的工程设计方法逐渐成为航空航天领域的先进工具。舵面设计是飞机设计中的重要环节，影响飞行性能和安全。在舵面设计中，流场的研究是不可缺少的环节。传统的流场实验需要大量的人力物力投入，并且受到实验条件的限制，精度难以保证。而基于数值模拟的流场研究方法则具有时间成本低、经济性高、可靠性好等优点，并且能够提供更全面、详细的流动信息。因此，基于数值模拟的舵面设计方法日益受到关注。
NACA半悬挂舵是一种常见的飞机尾舵型号，目前已被广泛使用。在设计该类型舵时，需要对舵叶的流场进行数值模拟，以获得舵叶受到空气流动的影响和效果。此外，为了确保舵门的稳定和可靠性，需要进行辅助设计。这些问题成为本研究的研究对象。
二、研究内容和技术路线：
本研究拟采用基于数值模拟的方法，研究NACA半悬挂舵的流场特性，并对舵装置进行辅助设计。
研究内容主要包括以下几个方面：
1、创建NACA半悬挂舵的三维数值模型，并进行网格划分；
2、利用流体力学软件建立NACA半悬挂舵的数值模拟计算模型；
3、进行流场数值模拟计算，并对流场的物理特性进行分析；
4、分析舵叶在不同飞行状态下的空气动力学特性，以及舵叶对飞机姿态的影响；
5、在分析舵叶流场特性的基础上，对舵装置进行辅助设计，确保舵门的可靠性和稳定性。
技术路线如下：
1、构建NACA半悬挂舵的三维数值模型，并进行网格划分；
2、利用Ansys Fluent等流体力学软件建立NACA半悬挂舵的数值模拟计算模型；
3、进行流场数值模拟计算，并对流场的物理特性进行分析；
4、运用虚拟试验技术，分析舵叶在不同飞行状态下的空气动力学特性，以及舵叶对飞机姿态的影响；
5、提出舵装置辅助设计方案，结合数值模拟结果，确保舵门的可靠性和稳定性。
三、研究进展和计划：
目前，已完成NACA半悬挂舵的三维数值模型构建和网格划分，正在进行流场数值模拟计算，预计在两周内完成。接下来，将对流场物理特性进行分析，并运用虚拟试验技术，分析舵叶在不同飞行状态下的空气动力学特性。最后，提出舵装置辅助设计方案，确保舵门的可靠性和稳定性。
四、研究成果和预期效益：
完成本研究后，预期可以获得以下成果：
1、NACA半悬挂舵的流场数值模拟计算结果，可以为舵面设计提供参考和参考；
2、舵叶在不同飞行状态下的空气动力学特性和对飞机姿态的影响分析结果，可以为飞机飞行控制提供帮助；
3、舵装置辅助设计方案，可以为舵门的稳定性和可靠性提供保障。
本研究的预期效益包括：
1、提供一种高效、经济、可靠的舵面设计方法；
2、促进航空航天领域数值模拟技术的发展；
3、促进我国航空航天领域的发展。