基于流固弱耦合方法的某型飞机前起落架舱内温度分析.pdf

本文主要探讨了基于流固弱耦合方法的某型飞机前起落架舱内温度分析问题。文章引入了流固弱耦合方法的概念，这一方法有助于在飞机起落架舱的热分析中，提高计算效率和缩短计算时间。流固弱耦合算法将流体和固体的物理场按照一定顺序分步求解，通过流体物理场的计算结果与固体物理场之间反复迭代求解，最终得到较快速且准确的结果。这种方法相较于强耦合算法，在工程应用方面降低了对计算机性能的要求，并且降低了成本。 在起落架系统的研究背景下，飞机起落架在工作时会产生大量的热量，如果不进行有效的控制和散热，将会导致起落架舱内温度过高，影响设备性能，甚至留下安全隐患。因此，准确分析并控制起落架舱的温度是飞机设计和优化中的关键问题之一。 文章指出，飞机起落架舱内的温度变化过程可以分为三个阶段：地面滑行阶段、起飞至起落架收回阶段，以及起落架收回后的阶段。在不同的阶段，起落架舱内的传热形式不同。地面滑行阶段主要表现为摩擦生热和热传导；起飞至起落架收回阶段则以对流换热为主；起落架收回后的阶段涉及对流换热和辐射换热，此时舱内的空气与高温结构之间存在自然对流换热。 在前起落架舱温度场的计算原理部分，文章依据了质量守恒定律、动量守恒定律和能量守恒定律等基本物理规律，建立了边界条件控制方程。这些方程描述了流体与固体之间的热量传递，其中涉及固体的导热系数、流体与固体交界面处的温度差，以及对流换热系数等参数。 针对前起落架舱的几何模型，文章建立了三维模型，并考虑了舱内的主要散热结构，包括轮胎、轮毂、轮轴，以及照明灯等热源。为了提高计算效率，文章采取了流固弱耦合算法，分别对流体和固体区域进行了独立的计算，并通过迭代的方式交替传递温度和换热系数等数据。 此外，文章还提到了在非稳态条件下的传热过程，以及如何处理庞大的计算网格数量和长时间的非稳态计算周期。通过流固弱耦合方法，这些计算上的困难得到了一定程度的缓解，从而能够快速准确地获取到起落架舱内的温度分布，为飞机型号设计和优化提供了重要的理论依据。 本文通过流固弱耦合方法研究了某型飞机前起落架舱内温度随飞行过程的变化情况，重点分析了舱内照明灯持续打开条件下的温度场分布情况。文章详细阐述了前起落架舱内的传热原理和计算模型的建立，以及在非稳态传热条件下，如何通过流固弱耦合算法提高计算效率。这些研究内容对于飞机起落架舱的温度控制问题提供了有效的解决方案，并对流固耦合热分析领域做出了贡献。