麻雀导弹大攻角工况气动分析

一、 麻雀导弹

1.1.1 几何外形

案例源自NASA网站，有风洞实验结果可对标；Sparrow三维几何外形如1。

图1 三维几何外形

1.1.2 网格划分

测试软件PiFlow——笛卡尔网格解算器软件，生成网格量为367.8万，其离散的网格信息如2。

图2 PiFlow 网格效果展示

对比软件——一款结构网格解算器，结构网格其离散的网格信息如3。

图3 结构网格效果图

1.1.3 计算状态及求解设置

麻雀导弹的计算状态如表1。表2为其基本气动力参数。

表1 麻雀导弹的计算状态

表2 麻雀导弹的气动力参数

PiFLow对超声速流场的定常数值模拟，边界条件四周为压力远场，物面使用滑移无穿透边界条件。采用龙格库塔隐式方法计算，求解格式为中心格式，求解欧拉方程；求解控制中CFL数设置为8。

1.1.4 计算结果

表3 展示了Ma=2.0 风洞实验数据、PiFlow与结构网格解算器气动力统计表：

表3 气动力对比表

图4 PiFlow软件计算导弹表面压力云图

图5 对比软件计算导弹表面压力云图

图6 导弹大攻角流线效果对比（左对比软件，右PiFlow软件）

图7 导弹Z=0.01位置压力系数曲线（左对比软件，右PiFlow软件）

1.1.5 结论

PiFlow软件超音速大攻角气动力与力矩指标与风洞实验误差满足验收标准；

PiFlow与商业软件NS方程结果定性对比基本一致，其计算大攻角真实可信。