FLUENT底排弹减阻气动特性研究+文献综述(3)
1)进行文献查阅和外文翻译。
2)根据弹丸外形，用计算机辅助制作软件AutoCAD建立弹丸的三文模型；使用网格生成软件Gridgen，生成绕弹丸流场网格。
3)在某高性能计算集群上，利用Fluent软件计算来流马赫数Ma=1.5、2、2.5、3，攻角 =0、2、4、6（单位度），有无底排飞行状态的三文绕弹丸流场，得到流场的相关物理参数。
4)根据所得到的流场相关物理参数，计算出不同飞行状态下的升力系数、阻力系数、滚转力矩系数。并利用Fieldview绘制流场的压力、密度和马赫数等参数的分布云图，以及弹后速度的矢量图。
5)对得到的空气动力参数作出曲线并进行分析。
6)撰写毕业论文。
2 数学模型
弹箭的数学模型是把流场的实际问题转化为相应的数学问题，从而利用数学的研究方法来刻画描述实际流场问题。本文的流体力学控制方程采用定常可压缩的Navier-Stokes方程[24]，湍流模型选用的是Spalart-Allmaras湍流模型[25]。
2.1 控制方程组
流体的流动要受到物理守恒定律的约束包括：质量守恒定律、动量守恒定律和能量守恒定律。控制方程就是这些守恒定律的数学描述。这里采用Navier-Stokes方程组。
2.1.1 质量守恒方程
N-S方程组的积分形式质量守恒方程为：
（2.1.1.1）
在流场内取有限控制体，S为控制面，S的内部空间域为 域。由质量守恒可知， 域内质量的变化率等于单位时间内越过S面流入的质量。
控制体 域中流体微元 的质量为 ，则 域中流体的总质量为：
（2.1.1.2）
控制体内的质量变化率为：
（2.1.1.3）
质量变化以质量增加为正。令 为速度矢量， 为表面的外法向单位矢量。则单位时间流入 域内的质量是：
由质量守恒可得：
2.1.2 动量守恒方程
N-S方程组的积分形式动量守恒方程为：
引入雷诺输运方程：
其中 ，方程表示系统内物理量B随时间的变化率，等于控制体内该物理量随时间的变化率加上通过控制面的该物理量净流出率。
在流场内取一有限控制体，流体微元 的动量为 ，则控制体的总动量为：
（2.1.2.3）
在流场中控制体所受的外力有体积力、表面力和黏性力，分别用 、 和 表示。
其中：
其中 为单位质量的体积力，负号表示压强方向与表面外法线方向相反。
在流场中，流体要满足动量守恒定律，即流体的动量随时间的变化率与流体所受外力的合力相等。 则由动量守恒定律可得：
综上，积分形式的动量方程为：
（2.1.2.7）
本文不考虑体积力，式2.1.2.7简化变形可得：
（2.1.2.8）
分量形式的动量方程为：
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