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申请/专利权人：南京航空航天大学
摘要：本发明公开了一种水上飞机非线性规则波波浪水面滑行运动响应数值预报方法，属于水上飞机水面滑行技术领域；包括以下步骤：针对水上飞机建模，建立流场域；采用结构网格划分流场域，设置消波区，对机体部分及水面附近的波浪区域加密；构建五阶非线性规则波数值水池；选用VOF两相流液面捕捉方法，实时追踪自由液面的形状和位置；运用整体动网格方法对水上飞机波浪水面滑行六自由度运动进行仿真，得到机体阻力变化、纵倾角与升沉位移变化的运动响应曲线。本发明通过采用整体动网格方法保证网格质量，较好的精确数值模拟精度，通过采用速度入口造波方法和VOF液面捕捉技术符合实际观察到的自然现象，提高水上飞机的水面滑行安全性和稳定性。
主权项：1.一种水上飞机非线性规则波波浪水面滑行运动响应数值预报方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤S1：针对水上飞机建模，导入CFD软件中，建立流场域；步骤S2：采用结构网格划分流场域，设置消波区，并对机体部分及水面附近的波浪区域加密；步骤S3：采用速度入口造波法对斯托克斯五阶波进行模拟，实现非线性规则波的数值造波，构建五阶非线性规则波数值水池；步骤S4：选用VOF两相流液面捕捉方法，实时追踪自由液面的形状和位置；步骤S5：运用整体动网格方法对水上飞机波浪水面滑行六自由度运动进行仿真，得到机体阻力变化、纵倾角与升沉位移变化的运动响应曲线；根据不同时刻作用在飞机上的力与力矩，结合六自由度运动方程，得到水上飞机的姿态变化时历曲线；根据不同时刻作用在飞机上的力与力矩，结合过载方程，得到水上飞机过载时历曲线；驾驶舱部位的过载与机身重心处加速度与相对加速度有关，其表达式如下所示： 其中，θ为飞机倾转角，ω为飞机绕重心转动角速度，为相对速度，R为飞机重心到驾驶舱的距离；ax为飞机水平加速度，az为飞机垂向加速度，为驾驶舱水平加速度，为驾驶舱垂向加速度；在数值计算过程中，通过对水上飞机表面受到的压力继续积分，得到不同时刻作用在飞机上的力与力矩，结合过载方程，通过迭代求解，得到水上飞机过载时历曲线。
全文数据：
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百度查询： 南京航空航天大学 一种水上飞机非线性规则波波浪水面滑行运动响应数值预报方法
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