现代飞行器如战斗机、巡航导弹等,对发动机的要求越来越高,而进气道对发动机的影响又很大,因此,通过合理地设计进气道,提高发动机的整体性能很具有现实意义。 本文尝试采用气动优化设计方法进行进气道的设计。首先在网格生成方面,为保证快速地生成计算网格,采用了代数法生成三维结构网格;然后在流场计算方面,采用有限体积法求解Navier-Stokes方程组,湍流模型采用Baldwin-Lomax代数模型;在优化算法上采用一种直接搜索求解的非线性优化算法-复合形法;为使优化过程中模型易于控制,还采用了参数化样条曲线构造模型的部分控制线;构造了一套用于进气道的气动优化设计程序。采用这套优化设计程序对矩形进口的S型进气道进行了优化计算,通过优化计算得到的进气道性能比初始进气道的有很大改善。 由于无人机的研究已成为飞行器研究的新热点,出于战略考虑的高空长航时无人机更是倍受关注。作为另外一部分,本文结合科研课题利用商业CFD软件FLUENT研究了飞翼布局的某型高空长航时无人机的绕流流场。首先,对设计修改前后的机翼和翼身融合体外流场进行了计算,比较了升力系数、阻力系数和力矩系数特性曲线的变化,从而证明了修改后机翼的总体气动性能有了很大的提高。其次,结合翼身融合体和进气道,耦合分析了飞翼和进气道的内外流场,分析比较了两者的相互影响。结果显示,增加了进气道后,融合体上下表面压力分布更加均匀,升力特性改善,力矩发生了一定的变化。