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系統識別號 U0026-1907201720545600
論文名稱(中文) 可變式前掠翼數值模擬分析研究
論文名稱(英文) The Numerical Simulation and Analysis of Variable Forward-Swept Wing
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 航空太空工程學系碩士在職專班
系所名稱(英) Department of Aeronautics & Astronautics (on the job class)
學年度 105
學期 2
出版年 106
研究生(中文) 楊勝隆
研究生(英文) Sheng-Lung Yang
學號 P47021066
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 52頁
口試委員 指導教授-林三益
口試委員-胡舉軍
口試委員-賴維祥
中文關鍵字 M6機翼  前掠型機翼  離散效應  三角翼  白努利原理 
英文關鍵字 M6 Wing  Forward-swept wing  discrete effect  delta wing 
學科別分類
中文摘要 本研究概念構想是以NASA M6機翼模組為為機翼主架構,探討飛機的飛行特性,本研究變更機翼掠角成為前掠型機翼,並設定該機翼為可變式機構,機翼可由前掠翼轉動變成三角翼,期能結合兩種機翼翼型特點。在飛機起飛或降落時使用前掠翼翼型增加升力,降低機場跑道最小起降範圍,另外在高速巡航時可轉換成三角翼翼型降低阻力,降低油耗增加巡航距離,提升飛機操控性能,並改善前掠型機翼高速時產生之離散效應。本研究將藉由設計3D機翼模組並運用數值分析軟體CFX對該機翼之氣動佈局進行計算,分析機翼在相同設定風速及密度等環境參數,不同角度下承受的升阻力之變化,藉以驗證可變式前掠型機翼效益。另本次研究僅針對機翼外型承受升、阻力及彎矩變化探討,其結構分析及轉動機構設計將不在本研究探討分析。
英文摘要 This study uses the NASA M6 wing module as the wing main structure to investigate the airfoil performance. By changing the wing sweep angle from forward swept wing into Delta wing. In theory,one can combine the strength of these two airfoils to enhance the aircraft performance. The forward swept wing can increase lift while takes off or lands, which can also reduce the minimum landing range of the airport runway. As for the delta wing, it can reduce drag and fuel consumption to increase cruising distance at high speed and can also improve the discrete effect that forward swept wing would generate while in high speed.
This study uses the numerical analysis software CFX to simulate the numerical results. Based on the design of the 3D wing module, we calculate the aerodynamic layout of the wing and analyze the changes of dragin different wing rotating angles under the same setting of wind speed and density and other environmental parameters. Furthermore, we verify the effectiveness of the variable forward swept wing. Inthis study,we will discussthe change on lift, drag and bending moment of the wing configuration to understand the aircraft performance. Structural analysis and the design of the rotating mechanism will not be discussed in this study.
論文目次 摘要I
Extended AbstractII
誌謝VI
目錄VII
符號說明XII
第一章緒論1
1-1 前言1
1-2 研究動機與目的1
1-3 文獻回顧2
1-4 內容大綱3
第二章各翼型基礎理論5
2-1 平直翼(straight-wing)5
2-2 後掠翼(swept-back wing)5
2-3 前掠翼(Forward Swept Wing)6
2-4 三角翼(Delta wing)6
2-5 可變式後掠翼(Variable-sweep wing)7
第三章數值方法9
3-1 統御方程式9
3-2 紊流模型(Turbulence Model)10
3-2-1 S-A(Spalart-Allmaras)模型11
3-2-2 SST(Shear-Stress Transport) k-ω模型12
3-3 前掠翼翼型限制15
3-4 前掠翼翼型設計16
3-5 幾何與網格生成17
3-6 3D模型與邊界條件17
3-7 流場參數計算 18
3-8 ANSYS CFX之操作步驟18
第四章試體模型建立與驗證22
4-1 機翼繞流之驗證22
4-2 網格獨立性分析23
4-3 M6機翼轉動模擬驗證24
4-4可變式前掠翼機翼模型設定24
4-5 可變式前掠翼轉動模擬驗證25
第五章結果與討論26
5-1 後掠翼與前掠翼之壓力變化比較26
5-2 後掠翼與前掠翼之升阻力比較26
5-3 後掠翼與前掠翼各角度升阻比之比較27
5-4 後掠翼與前掠翼各角度彎矩之比較27
第六章結論與建議29
6-1 可變式前掠翼流場模擬分析29
6-2 可變式前掠翼未來研究方向30
參考文獻 31
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