客机水面迫降时的姿态

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1、“互动出版杯”数学中国数学建模网络挑战赛题目客机迫降时的姿态关键词水面迫降俯仰角VOF耦合22摘要：本文是通过分析客机在平静水面上的迫降过程，建立客机迫降过程中的着水姿态的模型，并且研究了在不同俯仰角下客机迫降时客机表面所受的冲击力峰值大小，从而得出客机在水面迫降的最佳着水姿态。本文为了更加全面地分析问题，利用两种不同方法建立模型。模型一利用VOF方法捕捉自由水面建立了流体自由面接触模型，模型二通过流体/结构耦合方法建立流固耦合模型。模型一在建立的过程中利用VOF法捕捉自由水面，模拟客机在平静水面进行迫降的过程，使用Fluent软件进行流场求解，对流项采用二阶迎风格式离散，扩散

2、项采用二阶中心差分格式离散，压力速度耦合采用SIMPLE算法处理。并且模型的求解过程中使用动网格技术处理迫降过程中客机和水面间的相对运动。最终求解得出A320在收起起落架迫降时的最佳俯仰角为9度。模型二利用流体/结构耦合方法建立流固耦合模型，研究俯仰角对着水冲击力、表面冲击压力的影响规律，以及迫降过程中自由水面的变化规律。利用分析所得到的曲线得出模型中客机在迫降时的最佳俯仰角为11度，模型一所得的结果相近，从而相互验证了两种模型的正确性。参赛密码（由组委会填写）参赛队号所选题目英文摘要Thisarticleanalyzedtheforcedlandingplaneontheca

3、lmsurfaceofthewater,andestablishmenttheprocessmodelofhowtheaircraftlandinginthewater,andstudiedunderdifferentpitchwhentheplanemadeaforcedlandingforceoftheimpactonthesurfaceofthepeaksizeoftheaircraft,sowecangetthebestemergencylandinginthewatersurfaceprofile. Toanalyzethisissuemorecomprehensiv

4、ely,weusetwodifferentmethodstomodel. ModelIusedtheVOFmethodtoestablishtocapturethefluidfreesurfacecontact22model,modelIIusedthefluid/structurecouplingmethodtoestablishfluid-structureinteractionmodel. ModelIestablishedwiththeVOFmethodtocapturethefreesurface,simulationfortheprocessofaircraftla

5、ndingincalmwater,theflowfieldusingFluentsoftwaretosolvethesecondorderupwindconvectivedispersion,diffusiondiscretesecondordercentraldifferencescheme pressure-velocitycouplingusingSIMPLEalgorithmprocessing. Andattheprocessofsolvingthemodel,weusingdynamicmeshhandlingandlandingaircraftduringther

6、elativemotionbetweenthewater. EventuallywesolvethelandingwhentheplaneofA320inthebestpitchangleof9degrees. ModelIIusingthefluid/structurecoupledmethodsFSImodeltostudylawsoftheimpactofthepitchesangletowardthewatersurfaceimpactpressure,andforcedtolandduringthechangesofwater. Analysisofthecurveo

7、btainedbythemodeldrawnonthebestaircraftinthelandingpitchangleof12degrees,theresultsissimilartothemodelItoauthenticationthetwomodelsiscorrecteachother.Keywords:WaterlandingpitchangleVOFCoupling目录目录31.问题的重述32.模型的假设33.模型符号的说明34.对问题的分析34.1与问题相关的资料背景34.