侯亞東
摘要:以電子控制器冷卻管道為研究對象,通過計(jì)算流體力學(xué)(CFD)仿真方法,計(jì)算飛機(jī)不同狀態(tài)下冷卻管道流量,并與試飛數(shù)據(jù)對比,分析誤差,調(diào)整模型和邊界條件,直至可接受范圍。進(jìn)而,運(yùn)用該方法,建立大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)平開口式通風(fēng)口的模型,計(jì)算高度、速度、迎角、側(cè)滑角等飛行狀態(tài)條件下,通風(fēng)口進(jìn)氣流量隨參數(shù)的變化規(guī)律。結(jié)果表明,高度和速度參數(shù)對通風(fēng)口進(jìn)氣流量影響很大:相同速度下,通風(fēng)口進(jìn)氣總流量隨高度的增加而減小;相同高度下,通風(fēng)口進(jìn)氣總流量隨速度的增加而增加;迎角和側(cè)滑角對通風(fēng)口進(jìn)氣總流量影響較小,迎角從負(fù)迎角增加到正迎角,進(jìn)入短艙內(nèi)部的冷卻氣流流量呈現(xiàn)先升高后降低的現(xiàn)象,在迎角。。附近達(dá)到峰值,側(cè)滑角的變化對通風(fēng)口進(jìn)氣流量影響不大。
關(guān)鍵詞:電子控制器;流量;平開口式通風(fēng)口;飛行狀態(tài);數(shù)值仿真
中圖分類號:V23文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
從外界大氣或低壓壓氣機(jī)引入低溫氣體,對發(fā)動機(jī)短艙內(nèi)部進(jìn)行有效地冷卻通風(fēng),以降低發(fā)動機(jī)表面熾熱部位的溫度和有環(huán)境溫度要求的附件的工作溫度,使其低于設(shè)計(jì)的限制值,從而保證其正常工作;同時,進(jìn)入發(fā)動機(jī)短艙的冷卻空氣,通過發(fā)動機(jī)短艙后部的排氣口排出,以此來避免發(fā)動機(jī)短艙內(nèi)部可燃廢氣的聚集[1,2]。由于短艙內(nèi)部管路復(fù)雜,加之布置了各種各樣的附件,使得內(nèi)部流場混亂復(fù)雜,給實(shí)際測量帶來了很大的困難;同時,測量法在試飛周期上也無法滿足要求[3]。近年來,隨著計(jì)算流體力學(xué)(CFD)仿真技術(shù)的發(fā)展,為獲取進(jìn)入短艙的流量和得到其內(nèi)部流場、溫度場分布提供了方法。另外,運(yùn)用數(shù)值仿真可以在型號試飛開展前預(yù)估進(jìn)入短艙內(nèi)的冷氣流量,對短艙內(nèi)的流動換熱情況有深入了解,用于指導(dǎo)后期的型號試飛[4~7]。
影響冷卻通風(fēng)效果的主要因素是冷卻氣流的流量和溫度。本研究以某型發(fā)動機(jī)配裝空臺進(jìn)行的熾熱部位溫度測量和動力裝置冷卻通風(fēng)系統(tǒng)飛行試驗(yàn)作為數(shù)值仿真的數(shù)據(jù)來源,首先建立電子控制器的冷卻管道模型并進(jìn)行模擬計(jì)算,并與試飛數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比,分析誤差的來源,總結(jié)出一套大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)短艙通風(fēng)口進(jìn)氣流量的仿真方法;接著建立平開口式通風(fēng)口模型,分別計(jì)算了高度、速度、迎角、側(cè)滑角等因素影響的下通風(fēng)口進(jìn)氣流量,分析上述因素對通風(fēng)口進(jìn)氣流量的影響規(guī)律,為后期大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)的冷卻通風(fēng)試飛提供參考[8~11]。
1 仿真方法的獲取
1.1 電子控制器冷卻通風(fēng)系統(tǒng)模型的建立
由于受到通風(fēng)口管道周圍空間的限制,飛行試驗(yàn)中無法直接在通風(fēng)口管道周圍布置皮托管和探針來獲取相關(guān)參數(shù),但試驗(yàn)中對擁有獨(dú)立冷卻管道的電子控制器進(jìn)口管路上加裝了皮托管和總溫測頭,通過流量計(jì)算公式得出電子控制器管路冷卻氣流流量。因此,首先對電子控制器的冷卻管道進(jìn)行建模,并計(jì)算冷卻氣流流量,與試飛數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析。電子流量控制器位于發(fā)動機(jī)短艙的下側(cè)方。數(shù)值模擬中,將短艙構(gòu)型放置在一個足夠大的空間內(nèi),設(shè)置為壓力遠(yuǎn)場,遠(yuǎn)場直徑為發(fā)動機(jī)短艙直徑的20倍,短艙及電子控制器冷卻管道按照1:1的比例建立模型,用試飛數(shù)據(jù)作為數(shù)值仿真的工況,來計(jì)算電子控制器進(jìn)氣流量,計(jì)算模型如圖1~圖2所示。
1.2 控制方程
根據(jù)上述計(jì)算模型和管內(nèi)流動問題的特性,采用N-S控制方程,并基于Fluent計(jì)算的數(shù)學(xué)模型采用以下假設(shè):(1)在數(shù)值模擬研究中,流體均可以認(rèn)為連續(xù)介質(zhì),其運(yùn)動速度、壓力和密度等參數(shù)都可以看作是坐標(biāo)的連續(xù)函數(shù);(2)流體的流動可視為定??蓧嚎s流動;(3)能量方程中不存在源項(xiàng)。
1.3 湍流模型的選擇
在Fluent軟件中提供有多種湍流模型以供數(shù)值仿真計(jì)算的選擇,如SA模型、Standard kε模型、RNG kε模型、Standard k-ω模型、Realizable k-ω和SST k-ω模型等。本研究重點(diǎn)關(guān)注的是通風(fēng)冷卻管道內(nèi)部流量的大小,而Standardk-ε模型能較好地模擬射流流動和管內(nèi)流動情況,在較大范圍內(nèi)應(yīng)用有足夠的精度,包括邊界層流動、管內(nèi)流動、剪切流動等。該模型應(yīng)用范圍廣泛、計(jì)算量適中,其收斂性和計(jì)算精度都能滿足一般的工程計(jì)算要求。同時,對于通風(fēng)口人口處的壁面邊界流動問題,標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù)能給出合理的預(yù)測,且有較高的計(jì)算精度。因此本文采用Standard k-ε模型+標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù)的方法來進(jìn)行數(shù)值仿真。
1.4 網(wǎng)格劃分和數(shù)值仿真方法
采用ICEM商業(yè)軟件進(jìn)行網(wǎng)格劃分,由于冷卻管道是不規(guī)則曲面構(gòu)成的管道,因此采用非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格進(jìn)行劃分,在冷卻管道通風(fēng)口進(jìn)口區(qū)域的網(wǎng)格尺寸與通風(fēng)口內(nèi)部尺寸均勻過渡處布置一個密度盒,使外圍空間如圖3所示,避免由于網(wǎng)格尺寸畸變而引起網(wǎng)格發(fā)散,共653萬網(wǎng)格。
計(jì)算過程中采用Fluent分離式穩(wěn)態(tài)求解器,壓力修正方法采用Simple算法,各參數(shù)的離散均采用二階精度的迎風(fēng)格式,壓力修正方程、連續(xù)方程、動量方程、k-ε方程都使用亞松弛,松弛因子在計(jì)算過程中逐步調(diào)整,解收斂的判斷標(biāo)準(zhǔn)是相對殘差小于1×10-6;計(jì)算初始化方式為HybridInitialization初始化。
1.5 邊界條件和計(jì)算工況
圖1和圖2給出的計(jì)算區(qū)域示意圖中,邊界條件包括壓力遠(yuǎn)場、冷卻管道出口、進(jìn)氣道進(jìn)口等。數(shù)值計(jì)算時,壓力遠(yuǎn)場中的壓力設(shè)置為試飛數(shù)據(jù)中的電子控制器冷卻管道內(nèi)氣流總壓。因?yàn)檎婵账俜从车氖秋w機(jī)在空氣中移動的速度,所以在數(shù)值模擬中遠(yuǎn)場速度采用試飛數(shù)據(jù)中的真空速。電子控制器管道出口為壓力出口,為試飛數(shù)據(jù)中管道的靜壓;進(jìn)氣道進(jìn)口設(shè)置為壓力出口,由于其與遠(yuǎn)場壓力相差不大,數(shù)值與遠(yuǎn)場壓力相同;其余邊界條件均為無滑移壁面。
電子控制器冷卻管道的數(shù)值仿真工況采用的是飛機(jī)處于穩(wěn)定平飛狀態(tài)而發(fā)動機(jī)分別處于最大起飛狀態(tài)(MTO)、最大連續(xù)狀態(tài)(MCT)、最大爬升狀態(tài)(MCL)三種狀態(tài)下的飛行試驗(yàn)數(shù)據(jù),來計(jì)算其冷卻管道內(nèi)的流量,具體工況見表1。
1.6 仿真結(jié)果與飛行試驗(yàn)數(shù)據(jù)對比
1.6.1 飛行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理
該型發(fā)動機(jī)電子控制器設(shè)計(jì)有獨(dú)立的冷卻流道,為了計(jì)算其冷卻流量,在管路上加裝了皮托管和總溫測頭。冷卻管路的流量計(jì)算公式推導(dǎo)過程如下:
完全氣體狀態(tài)方程:
馬赫數(shù)公式:式中:ρ為空氣密度,單位為kg/m3;ps為空氣靜壓,單位為Pa;Ts為空氣靜溫,單位為K;R為理想氣體常數(shù),取287.06J/(kg·K);V為氣體速度,單位為m/s;k為常數(shù),取1.4;pt為空氣總壓,單位為Pa;Tt為空氣總溫,單位為K。
則流量計(jì)算公式推導(dǎo)如下:式中:A為管路橫截面面積,單位為m2。電子控制器冷卻管路內(nèi)徑d均為35mm,則:
表2給出了電子控制器冷卻管道不同飛行狀態(tài)下的飛行試驗(yàn)數(shù)據(jù),運(yùn)用上述推導(dǎo)得到的流量計(jì)算公式(5),得到了電子控制器冷卻管道流量。
1.6.2 仿真結(jié)果與飛行試驗(yàn)數(shù)據(jù)對比分析
將飛行試驗(yàn)得到的冷卻流量與通過數(shù)值仿真得到的冷卻管道流量,二者對比結(jié)果見表3。
從結(jié)果中可以看出:試飛數(shù)據(jù)的結(jié)果和仿真得到的結(jié)果誤差不超過10%,在可接受范圍內(nèi)。造成誤差的原因有:(1)數(shù)值仿真中邊界條件給定的是整個面的條件,而在試飛數(shù)據(jù)中則是固定點(diǎn)的值,對結(jié)果造成偏差;(2)數(shù)值仿真中沒有考慮邊界層對管道內(nèi)流量的影響。
通過對上述三種狀態(tài)下的電子控制器冷卻管道進(jìn)口流量的計(jì)算,并與試飛數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,得到了一整套構(gòu)建仿真模型,設(shè)定仿真條件的方法,且結(jié)果誤差較小,說明這種構(gòu)建仿真模型的途徑是有效的,仿真方法符合數(shù)值仿真的要求,為下一步平開口式通風(fēng)口進(jìn)口流量的仿真奠定了基礎(chǔ)。
通過以上分析,可以得出以下結(jié)論:
(1)網(wǎng)格劃分中,必須對冷卻管道通風(fēng)口進(jìn)口處的網(wǎng)格進(jìn)行加密,采用密度盒對其空間區(qū)域進(jìn)行三層網(wǎng)格加密,使外圍網(wǎng)格與管道內(nèi)網(wǎng)格均勻過渡,否則后續(xù)數(shù)值仿真中易發(fā)散。
(2)數(shù)值仿真中遠(yuǎn)場壓力設(shè)置為冷卻管道氣流總壓,遠(yuǎn)場速度采用飛行試驗(yàn)中的真空速,同時應(yīng)采用HybridInitialization初始化方式。
(3)采用上述仿真方法來計(jì)算電子控制器冷卻管道內(nèi)的流量,其結(jié)果誤差較小,符合數(shù)值仿真要求,可以利用該方法對短艙內(nèi)的平開口式通風(fēng)口流量進(jìn)行仿真計(jì)算。
2 飛行狀態(tài)對平開口式通風(fēng)口的流量影響
2.1 計(jì)算模型
為探究飛行狀態(tài)對平開口式通風(fēng)口的流量影響,通過
2.1 節(jié)中的建模和數(shù)值仿真方法,建立如圖4所示的平開口式通風(fēng)口模型,通風(fēng)口局部放大如圖5所示。發(fā)動機(jī)短艙及內(nèi)部通風(fēng)口管道按實(shí)際尺寸1:1建立,短艙上部和下部分別各有一個通風(fēng)口,冷卻管道延伸至短艙內(nèi)部,各分為兩個出口。冷卻氣流經(jīng)上下通風(fēng)口進(jìn)入,經(jīng)蛇形冷卻管道進(jìn)入短艙內(nèi)部,對發(fā)動機(jī)壁面和恒速傳動裝置、滑油散熱器、起動機(jī)等系統(tǒng)附件進(jìn)行通風(fēng)冷卻。為方便描述通風(fēng)口出口,分別對4個通風(fēng)口出口進(jìn)行了如圖5所示的命名。
2.2 邊界條件和計(jì)算工況
圖4~圖5給出了平開口式通風(fēng)口進(jìn)氣的計(jì)算區(qū)域示意圖,邊界條件包括壓力遠(yuǎn)場、上下兩個通風(fēng)口共4個出口、進(jìn)氣道進(jìn)口等。數(shù)值計(jì)算時,根據(jù)飛行試驗(yàn)數(shù)據(jù),遠(yuǎn)場壓力為試飛數(shù)據(jù)中的電子控制器冷卻管道氣流總壓,遠(yuǎn)場速度采用試飛數(shù)據(jù)中的真空速,遠(yuǎn)場溫度直接從試飛數(shù)據(jù)中獲取;通風(fēng)口出口壓力設(shè)置為短艙內(nèi)部壓力;進(jìn)氣道進(jìn)口設(shè)置為壓力出口,由于該處壓力與遠(yuǎn)場壓力相差很小,數(shù)值與遠(yuǎn)場壓力相同。飛行試驗(yàn)中,電子控制器上有諸多散熱小孔,使冷卻管道內(nèi)部與短艙內(nèi)聯(lián)通,這樣就導(dǎo)致在試驗(yàn)過程中有可能出現(xiàn)逆流,電子控制器冷卻管道進(jìn)口靜壓大于總壓的現(xiàn)象出現(xiàn)。因此,為了更加準(zhǔn)確地反應(yīng)遠(yuǎn)場壓力,當(dāng)試飛數(shù)據(jù)中電子控制器冷卻管道進(jìn)口靜壓大于總壓的試驗(yàn)點(diǎn),遠(yuǎn)場壓力由式(3)靜壓換算得到。
本小節(jié)重點(diǎn)關(guān)注高度、速度、迎角、側(cè)滑角等飛行狀態(tài)對平開口式通風(fēng)口進(jìn)氣流量的影響,高度和速度因素在數(shù)值模擬時的計(jì)算工況見表4、表5,迎角和側(cè)滑角均在Hp=4000m、Vi=300km/h狀態(tài)點(diǎn)下進(jìn)行數(shù)值模擬。如圖4、圖5所示。這里的迎角和側(cè)滑角均指來流方向與發(fā)動機(jī)軸線之間的夾角。
2.3 計(jì)算結(jié)果與分析
2.3.1 高度對通風(fēng)口進(jìn)氣流量的影響
根據(jù)大氣屬性,隨著高度的增加,大氣的密度減小(影響進(jìn)氣流量),氣溫降低,而進(jìn)入短艙內(nèi)部的冷氣流量和冷氣溫度共同決定了艙內(nèi)的冷卻條件。選擇試飛過程中的典型高度4000m、6000m、7500m、8100m,對其數(shù)值仿真,探究高度對通風(fēng)口進(jìn)氣流量的影響。圖6、圖7給出了不同高度下4個通風(fēng)口的出口流量,從圖中可以看出,隨著飛行高度的增加,4個通風(fēng)口的流量都在逐漸減小;在相同高度下,上部通風(fēng)口的流量比下部通風(fēng)口的流量略高;總體上來看,通風(fēng)口的總流量隨著飛行高度的增加在逐漸減小。雖然高度的增加使得進(jìn)入短艙內(nèi)部的冷卻流量在減小,但同時氣流也在逐漸降低,無法找到一個對冷卻通風(fēng)系統(tǒng)最嚴(yán)苛的點(diǎn),因此,在試飛中,應(yīng)選取包線范圍內(nèi)多個典型高度點(diǎn)進(jìn)行試飛,均需滿足溫度限制條件。
2.3.2 速度對通風(fēng)口進(jìn)氣流量的影響
飛行速度也是影響通風(fēng)口進(jìn)氣流量的關(guān)鍵因素。選取了飛行高度為4000m,飛行速度為300km/h,400km/h,500km/h,600km/h等4種速度工況進(jìn)行數(shù)值仿真。圖8~圖10給出了不同速度下4個通風(fēng)口出口流量,從圖中可以看出,在相同飛行速度下,由于4個通風(fēng)口位置的差異及冷卻管道內(nèi)部氣流分離的影響,通風(fēng)口進(jìn)氣流量從大到小的順序依次是shang-out1、shang-out2、xia-out1、xia-out2;隨著飛行速度的增加,4個出口的氣流量均呈上升趨勢;同樣地,相同速度下,上部通風(fēng)口進(jìn)氣流量也大于下部通風(fēng)口進(jìn)氣流量。進(jìn)入短艙內(nèi)部總流量隨著飛行速度的增加而增加。由此可知,在試飛動作點(diǎn)設(shè)計(jì)中,應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注發(fā)動機(jī)大狀態(tài)而飛機(jī)小速度的點(diǎn),加強(qiáng)該狀態(tài)點(diǎn)的冷卻通風(fēng)系統(tǒng)的考核,如飛機(jī)加力起飛過程。
2.3.3 迎角對通風(fēng)口進(jìn)氣流量的影響
以往型號試飛的經(jīng)驗(yàn)表明,飛機(jī)在起飛爬升過程中,發(fā)動機(jī)狀態(tài)最大,整個短艙內(nèi)部冷卻通風(fēng)效果最差,最容易發(fā)生短艙超溫現(xiàn)象。造成這樣的現(xiàn)象與飛機(jī)起飛爬升過程的迎角變化有直接關(guān)系,飛機(jī)迎角變化直接影響發(fā)動機(jī)前方來流的方向,進(jìn)而影響氣流進(jìn)入通風(fēng)口。本小節(jié)根據(jù)試飛過程中得到的飛機(jī)迎角數(shù)據(jù),選取了范圍-10°~18°作為數(shù)值仿真中迎角的變化范圍。隨著飛機(jī)迎角逐漸增加,上部通風(fēng)口的out1出口流量逐漸升高,out2出口流量則是逐漸下降;下部通風(fēng)口的out1出口流量也是逐漸升高,out2出口流量逐漸下降,這與通風(fēng)口出口所在的位置、氣流在通風(fēng)管道內(nèi)的分離有直接關(guān)系;同時各個出口流量的變化直接影響到出口正對區(qū)域的冷卻通風(fēng)效果。如圖11所示。11圖12給出了上部和下部通風(fēng)口進(jìn)氣流量隨飛機(jī)迎角的變化規(guī)律。隨著飛機(jī)迎角的增加,前方來流在發(fā)動機(jī)短艙蒙皮上部形成回流區(qū),上部通風(fēng)口正處于回流區(qū)域中,流量呈下降趨勢;而對下部通風(fēng)口來說,氣流的方向則更加趨向通風(fēng)口,有利于下部通風(fēng)口進(jìn)氣,因此其流量呈上升趨勢。圖13則給出了通風(fēng)口進(jìn)氣總流量隨飛機(jī)迎角的變化。結(jié)果表明,飛機(jī)迎角從負(fù)迎角增加到正迎角,進(jìn)入短艙內(nèi)部的冷卻氣流流量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢,在迎角0°附近達(dá)到峰值;迎角越遠(yuǎn)離0°,其冷卻氣流量越小,短艙內(nèi)散熱條件越差,并且正迎角下的通風(fēng)口進(jìn)氣總流量大于負(fù)迎角下的通風(fēng)口進(jìn)氣總流量。綜上所述,由于迎角對上下部通風(fēng)口進(jìn)氣流量的影響不同,設(shè)計(jì)可以通過上下部通風(fēng)口進(jìn)氣流量隨迎角的變化規(guī)律對短艙內(nèi)的附件位置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),尤其是對于那些有環(huán)境溫度要求的附件;大迎角爬升過程中的通風(fēng)口進(jìn)氣總流量較小,為動力裝置冷卻通風(fēng)系統(tǒng)惡劣的冷卻條件,飛行中應(yīng)重點(diǎn)考慮。
2.3.4 側(cè)滑角對通風(fēng)口進(jìn)氣流量的影響
飛機(jī)在盤旋、滾轉(zhuǎn)等大機(jī)動動作時,易發(fā)生側(cè)滑現(xiàn)象。發(fā)生側(cè)滑時,氣流的相對方向偏離飛機(jī)對稱面,可能會給短艙的進(jìn)氣流量帶來影響。根據(jù)試飛數(shù)據(jù),選擇-14°~14°側(cè)滑角作為數(shù)值仿真的側(cè)滑角范圍。圖14給出了上下部通風(fēng)口出口流量隨側(cè)滑角的變化的結(jié)果,可以看到:隨著側(cè)滑角的逐漸增大,上下部的通風(fēng)口進(jìn)氣流量雖有變化,但變化不大,波峰與波谷的差值小于3g/s;同樣地,在計(jì)算范圍內(nèi),通風(fēng)口進(jìn)氣總流量隨側(cè)滑角的變化也沒有發(fā)生較大變化,只是有輕微波動,而且也不像迎角那樣有規(guī)律性的變化。綜上所述,側(cè)滑角的變化對通風(fēng)口進(jìn)氣流量影響不大。雖然側(cè)滑角對通風(fēng)口進(jìn)氣流量影響不大,但在動力裝置冷卻通風(fēng)試飛過程中,為了盡量保持?jǐn)?shù)據(jù)采集的穩(wěn)定性,飛機(jī)應(yīng)保持穩(wěn)定平飛,側(cè)滑角盡可能的小,防止側(cè)滑角的變化對后期通風(fēng)冷卻考核產(chǎn)生影響。如圖15所示。
因此,通過以上分析,可以得出:
(1)高度和速度兩個邊界條件對通風(fēng)口進(jìn)氣流量的影響相反:相同速度下,通風(fēng)口進(jìn)氣流量隨著高度的增加而減小;而在相同高度下,通風(fēng)口進(jìn)氣流量隨著速度的增加而增大。
(2)飛機(jī)迎角從負(fù)迎角增加到正迎角,進(jìn)入短艙內(nèi)部的冷卻氣流流量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢,在迎角0°附近達(dá)到峰值;迎角越遠(yuǎn)離0°,其冷卻氣流量越小,短艙內(nèi)散熱條件越差,并且正迎角下的通風(fēng)口進(jìn)氣總流量大于負(fù)迎角下的通風(fēng)口進(jìn)氣總流量;側(cè)滑角的變化對通風(fēng)口進(jìn)氣流量影響不大。
3 結(jié)論
本文以電子控制器冷卻管道為研究對象,探索管道內(nèi)部流量計(jì)算的方法,獲得了該類數(shù)值仿真的仿真方法,以平開口式通風(fēng)口為研究對象,對進(jìn)入短艙內(nèi)部的通風(fēng)口進(jìn)氣流量進(jìn)行了數(shù)值研究,通過分析得到了高度、速度、迎角、側(cè)滑角等因素對通風(fēng)口進(jìn)氣流量的影響,本文的主要結(jié)論如下:
(1)網(wǎng)格劃分中,必須對冷卻管道通風(fēng)口進(jìn)口處的網(wǎng)格進(jìn)行加密,采用密度盒對其空間區(qū)域進(jìn)行三層網(wǎng)格加密,使外圍網(wǎng)格與管道內(nèi)網(wǎng)格均勻過渡,否則后續(xù)數(shù)值仿真中易發(fā)散。
(2)數(shù)值仿真中遠(yuǎn)場壓力設(shè)置為冷卻管道氣流總壓,遠(yuǎn)場速度采用飛行試驗(yàn)中的真空速,同時應(yīng)采用HybridInitialization初始化。
(3)高度和速度兩個邊界條件對通風(fēng)口進(jìn)氣流量的影響相反:相同速度下,通風(fēng)口進(jìn)氣流量隨著高度的增加而減小;而在相同高度下,通風(fēng)口進(jìn)氣流量隨著速度的增加而增大。
(4)飛機(jī)迎角從負(fù)迎角增加到正迎角,進(jìn)入短艙內(nèi)部的冷卻氣流流量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢,在迎角0°附近達(dá)到峰值;迎角越遠(yuǎn)離0°,其冷卻氣流量越小,短艙內(nèi)散熱條件越差,并且正迎角下的通風(fēng)口進(jìn)氣總流量大于負(fù)迎角下的通風(fēng)口進(jìn)氣總流量;側(cè)滑角的變化對通風(fēng)口進(jìn)氣流量影響不大。
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