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基于模型迁移方法的高超声速飞行器建模

王浩亮 李清东 任章 赵启伦 董希旺 刘菲

王浩亮, 李清东, 任章, 等 . 基于模型迁移方法的高超声速飞行器建模[J]. 北京航空航天大学学报, 2016, 42(12): 2640-2647. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0807
引用本文: 王浩亮, 李清东, 任章, 等 . 基于模型迁移方法的高超声速飞行器建模[J]. 北京航空航天大学学报, 2016, 42(12): 2640-2647. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0807
WANG Haoliang, LI Qingdong, REN Zhang, et al. Modeling of hypersonic vehicle via model migration method[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2016, 42(12): 2640-2647. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0807(in Chinese)
Citation: WANG Haoliang, LI Qingdong, REN Zhang, et al. Modeling of hypersonic vehicle via model migration method[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2016, 42(12): 2640-2647. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0807(in Chinese)

基于模型迁移方法的高超声速飞行器建模

doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0807
基金项目: 

国家自然科学基金 91216304

国家自然科学基金 91116002

国家自然科学基金 61333011

详细信息
    作者简介:

    王浩亮, 男, 博士研究生。主要研究方向:高超声速建模、制导与控制。E-mail:haoliangwang1987@sina.cn

    任章, 男, 博士, 教授, 博士生导师。主要研究方向:飞行器导航、制导与控制等领域应用基础理论与技术。E-mail:renzhang@buaa.edu.cn

    通讯作者:

    李清东, 男, 博士, 硕士生导师。主要研究方向:多无人机协同制导与控制。Tel.:010-82314573-11, E-mail:liqingdong@buaa.edu.cn

  • 中图分类号: V475.2

Modeling of hypersonic vehicle via model migration method

Funds: 

National Natural Science Foundation of China 91216304

National Natural Science Foundation of China 91116002

National Natural Science Foundation of China 61333011

More Information
  • 摘要:

    高超声速飞行器的研发是一个小批量多批次的过程。为了降低实验成本缩短建模周期,引入了模型迁移方法计算具有相似外形的高超声速飞行器的气动参数。首先研究了一种评价飞行器气动外形间仿射相似度的方法,当相似度满足要求时,可使用模型迁移方法计算新飞行器的气动参数。接着基于高超声速相似律,使用基飞行器的气动参数对新飞行器气动参数初次迁移。当初次迁移结果不能满足建模精度要求时,应用偏差校正的方法对迁移过程修正。最后为了消除飞行高度对高超声速流黏性的影响,引入高超声速边界层理论迁移飞行器不同高度上的气动参数。通过对仿真结果的分析,验证了模型迁移方法对具有相似外形的高超声速飞行器建模的有效性。

     

  • 图 1  基飞行器表面取点示意图

    Figure 1.  Schematic diagram of selected points on surface of base vehicle

    图 2  模型迁移流程

    Figure 2.  Flowchart of model migration

    图 3  基飞行器

    Figure 3.  Base vehicle

    图 4  新飞行器

    Figure 4.  New vehicle

    图 5  基飞行器侧视图

    Figure 5.  Side view of base vehicle

    图 6  实验和模型迁移得到的新飞行器升力系数与阻力系数随攻角变化的曲线

    Figure 6.  Curves of lift coefficient and drag coefficient of new vehicle from experiment and model migration changing with attack angle

    图 7  实验和修正得到的新飞行器升力系统与阻力系数随攻角变化的曲线

    Figure 7.  Curves of lift coefficient and drag coefficient of new vehicle from experiment and offset correction changing with attack angle

    图 8  Ma=13、α=7.5°时新飞行器气动参数随高度变化的曲线

    Figure 8.  Curves of aerodynamic parameters of new vehicle changing with altitude when Ma=13, α=7.5°

    图 9  Ma=11、α=12°时新飞行器气动参数随高度变化的曲线

    Figure 9.  Curves of aerodynamic parameters of new vehicle changing with altitude when Ma=11, α=12°

    表  1  新飞行器的实验数据

    Table  1.   Experiment data of new vehicle

    编号 α/(°) Ma h/km CDn CLn
    1 0 10 40 0.107 9 -0.2170
    2 7 10 40 0.1336 0.4424
    3 14 10 40 0.4410 1.4230
    4 0 12 40 0.1015 -0.2195
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-12-07
  • 录用日期:  2016-03-11
  • 网络出版日期:  2017-12-20

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