地面雷达天线罩风载下的数值模拟与风洞试验的研究

摘要

风荷载是地面雷达天线罩的主要荷载之一，风荷载会影响雷达罩的强度和稳定性，并会间接影响到雷达天线的使用精度，从而导致雷达天线的指向偏差和偏焦。所以雷达天线罩的风载研究是雷达天线罩设计的重要环节之一。
　　本文用SolidWorks建立雷达天线罩的微缩模型，借助ANSYS ICEM进行结构化网格划分，然后导入到 FLUENT中进行风载的流场计算，流场计算的结果在后处理软件CFD Post中生成图表和风压云图，最后运用ANSYS的APDL平台进行数值模拟下的结构分析。在FLUENT流场计算中，选用了三种湍流模型，分别是标准K-ε模型、RNG K-ε模型和Reliable模型；对三种模型下的空气动力学特征系数，罩体迎风面、侧面以及背风面风压分布规律进行了对比，最终选用更加适合本文的RNGK模型。为了分析风载下的雷达天线罩的数值模拟方法的实践意义，本文借助于风洞试验，对两者进行比较分析，通过对风速为V20m/s、V28m/s和V36m/s下的雷达天线罩的数值模拟和风洞试验的风压结果对比，可看出在罩体迎风面的风压曲线拟合的较好，而在罩体侧面及背风面的风压曲线出现了一定的偏离。且随着风速增大，风压显著增大。综合整体看各经向和纬向在相应风速下的风压走势是相同的，在风压曲线上各峰值点和拐点出现的位置也是相近的。通过对风载下地面雷达天线罩在数值模拟方法和风洞试验下风压分布的比较，可见数值模拟方法对于实际工程项目有一定的指导意义，也为雷达天线罩的设计提供了有效的数据支撑。

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第1章 绪论

1.1 选题背景及意义

1.2 主要研究方法

1.3 国内外研究现状

1.4 本文的主要研究内容

第2章 雷达罩风载特性及风洞试验流程

2.1 雷达罩风荷载的流动特性

2.2 风洞试验

2.3 本章小结

第3章 风洞数值模拟理论及过程

3.1 CFD理论基础

3.2 ICEM网格生成技术

3.3 FLUENT流场计算

3.4 基于ANSYS的雷达罩应力位移分析

3.5 本章小结

第4章 不同湍流模型下的风压分布

4.1 FLUENT数值模拟的湍流模型和参数的设定

4.2 三种湍流模型下的风载数值模拟

4.3 地面雷达天线罩在风场中的特性系数计算

4.4 本章小结

第5章 数值模拟与风洞试验结果的对比

5.1 风速V=20m/s时数值模拟与风洞试验结果比较

5.2 风速V=28m/s时数值模拟与风洞试验结果比较

5.3 风速V=36m/s时数值模拟与风洞试验结果比较

5.4 风速V=36m/s时的天线罩结构分析

5.5 本章小结

总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和研究成果

致谢