水陆两栖飞机高速、大姿态滑行数值计算与试验分析

摘要

针对水陆两栖飞机静水面高速滑行过程的运动响应大、流场强非线性等问题,提出了一种基于传统动网格技术的“状态预估——精确分析”的数值模拟方法:通过求解雷诺平均N-S方程结合运动方程来模拟飞机水面滑行时的流场特征和运动特性,数值模拟方法为隐式有限体积法,湍流模型采用k-ω(SST Menter)结合壁函数进行处理,自由液面捕捉采用VOF方法;数值计算时,首先采用粗网格对简化后的飞机在不同航速下的姿态和升沉进行快速预估,再将飞机置于预估状态下进行精细网格划分,最后进行精确数值计算分析.为了验证数值模拟结果的正确性,在物理水池中进行了静水拖曳试验,将计算结果与试验结果进行对比分析可得:数值计算与水池试验的流场特征吻合,且阻力、姿态和升沉的模拟精度达到90％,验证了数值模拟方法的可行性.