多孔射流式小型无人机风洞流场研究开题报告

全文总字数：5123字

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1研究背景

近年来，无人机技术快速发展，而风洞实验对于无人机的设计至关重要，风洞是以人工的方式产生并且能够通过控制气体的流动，来模拟飞行器或实体周围气体的流动情况，并可测量气流对测试对象的作用效果以及观察物理现象的一种管道状实验设备。

风洞实验的基本原理是相对性原理和相似性原理，相对性原理表示的是飞行器与空气之间的相互运动是统一的，无论是空气动还是飞行器动两者的区别在于选取的参照物不同，而在原理上这两者没有任何差异；相似性原理主要包含两方面：几何相似与雷诺数相似，几何相似包括飞行器模型的大小、几何尺寸与真实飞行器相似，雷诺数相似中的雷诺数re=ρvl/μ，其中的ρ代表的是来流空气的密度，v代表的是来流速度，l代表的是飞行器模型的长度尺寸，μ代表的是来流空气的粘性系数。雷诺数相似就是表示真实飞行器在真实环境下飞行的雷诺数应当近似于飞行器模型在风洞试验中的雷诺数。在这些基本原理的前提下，风洞试验测量得到的气动力数据才能适用于真实飞行器，继而保证风洞试验的准确性。风洞试验在飞行器设计过程中有着无法替代的地位，相对于其他测量手段，如飞行试验、飞行携带实验，风洞试验有着成本低，危险度小，快捷方便，受环境影响较小，试验周期短，测量准确等优点。综上原因，风洞试验才成为航空航天工业发展进步的关键。设计行业发展到今天，任何飞行器，甚至于各种大型建筑，在初步设计完成后都需要进行风洞试验，以检测实验模型的气动特性。如今，风洞试验已成为飞行器设计中不可替代的环节，它为分析飞行器的气动特性与飞行性能提供极大的便利。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

本文在研究多孔射流流场的流动特性的过程中，将以数值计算方法为主，针对多孔射流流场的流动特性问题，作出以下的研究内容：

查阅文献，学习使用solidworks软件结合本研究筛选建立合适的多孔射流泵喷嘴物理模型。针对本文的多孔射流问题选取适当的数值模拟计算方法。通过已经掌握的流体力学知识确定此次模拟将会涉及的控制方程，同时学习使用计算流体动力学软件（fluent），利用计算流体动力学软件建立多孔射流式小型无人机风洞的数值模拟模型，运用fluent前处理软件gambit完成对网格的划分。在fluent软件中多模型的流场进行稳态数值模拟。分析该风洞产生的流场特性，总结这种风场的分布规律。

3. 研究计划与安排

2020年02月24日--03月10日：调研，拟定提纲，完成《开题报告》；

2020年03月10日--03月15日：阅读参考文献，熟悉计算流体力学数值仿真的基本流程；

2020年03月15日--03月20日：建立多孔射流流场分析的数值模拟的模型；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]龙新平,姚鑫,杨雪龙.多孔喷嘴射流泵流动模拟与涡结构分析[j].排灌机械工程学报,2012,30(02):136-140 152.

[2]龙新平,程洪贵,杨雪龙,肖龙洲.超大面积比射流泵性能模拟与试验研究[j].排灌机械工程学报,2012,30(04):379-383.

[3]王文俊. 平板多孔射流气液多相流动特性研究[d].哈尔滨工业大学,2018.