机载天线罩气动结构电磁多学科协同设计

为了给天线设备提供必要的保护,同时尽可能降低对天线阵列的方向图、增益的影响,对天线罩进行了基于气动、结构强度、电磁透波性能的多学科协同设计。气动外形方面通过对外形的曲面优化减阻设计了阻力较小的流线纺锤外形。在满足飞行器结构强度以及透波性能要求的基础上,天线罩采用A夹层结构,内外各0.5 mm石英纤维/环氧树脂蒙皮,中间采用5 mm芳纶纸蜂窝。通过气动载荷输入条件验证了结构变形为8 mm,有效入射角度范围透波率≥80%,结构强度刚度以及透波性能均符合设计要求。     

尺度自适应模拟和大涡模拟的关联性分析

采用理论分析和数值模拟相结合的方法,系统研究了尺度自适应模拟（scale-adaptive simulation,SAS）和大涡模拟（large-eddy simulation,LES）的关联性问题.在理论分析方面,对比分析了系综平均和滤波的定义、Spalart-Allmaras（SA）湍流模型和动态亚格子（subgrid-scale,SGS）模型关于湍流黏性系数的求解方式.理论分析结果表明,系综平均等价于盒式直接滤波,SAS和LES的控制方程在数学形式上具有一致性;SAS存在过多的湍流耗散,主要来自于SA输运方程中的扩散项.在数值模拟方面,选取来流Mach数0.55,Reynolds数2×105的圆柱可压缩绕流为分析算例.计算结果表明,SAS和LES预测的大尺度平均流场信息几乎一致,SAS预测的湍流脉动信息略低于LES.SAS在圆柱近尾迹区的湍流耗散过大,而在稍远的尾迹区几乎能够完全等效于LES.