软式加油过程中软管鞭打现象数值模拟研究

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发动机摇摆软管运动仿真实验

发动机摇摆软管运动仿真实验近年来，随着汽车工业的快速发展，发动机的性能和稳定性要求也越来越高。

发动机摇摆软管作为发动机的重要组成部分，其运动特性对发动机的工作效率和寿命有着重要影响。

因此，进行发动机摇摆软管运动仿真实验，对于提高发动机的性能和稳定性具有重要意义。

发动机摇摆软管是连接发动机和排气系统的重要部件，其主要作用是减少发动机振动和噪音，保护发动机和排气系统的其他部件。

在发动机工作过程中，由于气缸的爆炸压力和排气系统的反冲压力的作用，发动机摇摆软管会发生复杂的运动。

这种运动不仅会对发动机的工作效率和稳定性产生影响，还会对软管本身的寿命和可靠性造成影响。

为了研究发动机摇摆软管的运动特性，我们进行了一系列的仿真实验。

首先，我们使用计算机辅助设计软件对发动机摇摆软管进行了建模。

通过对软管的几何形状、材料特性和工作条件等进行建模，我们可以得到软管在不同工况下的运动特性。

然后，我们使用有限元分析软件对软管进行了有限元分析，得到了软管在不同工况下的应力和变形情况。

通过对软管的应力和变形情况进行分析，我们可以评估软管的可靠性和寿命。

接下来，我们使用多体动力学仿真软件对发动机摇摆软管的运动进行了仿真。

通过对软管的运动进行仿真，我们可以得到软管在不同工况下的运动轨迹和速度。

同时，我们还可以得到软管在不同工况下的应力和变形情况。

通过对软管的运动轨迹、速度、应力和变形情况进行分析，我们可以评估软管的运动特性和对发动机的影响。

最后，我们进行了实际的发动机摇摆软管运动实验。

通过在实验台上安装发动机摇摆软管，并模拟发动机的工作条件，我们可以观察软管在不同工况下的运动情况。

同时，我们还可以通过测量软管的应力和变形情况，验证仿真结果的准确性。

通过对实验结果的分析，我们可以进一步优化发动机摇摆软管的设计和工作条件，提高发动机的性能和稳定性。

通过发动机摇摆软管运动仿真实验，我们可以深入了解发动机摇摆软管的运动特性和对发动机的影响。

空中加油机加油软管锥套气动稳定性风洞试验技术

空中加油机加油软管锥套气动稳定性风洞试验技术黄霞;卢静;张海酉;王学【摘要】软式加油方式中加油软管锥套受气流影响会发生气动不稳定现象,严重影响空中加/受油的成功率和安全性,其中加油机的尾流场是影响软管锥套稳定性的主要因素.本文研究了空中加油机加油软管锥套的气动稳定性风洞试验方法,建立并分析了相似准则,给出了双目系统测量软管锥套位移的具体方法,利用自动舵机实现了加油软管自动收放,形成了完整的加油软管锥套气动稳定性风洞试验技术,并将其应用于某型加油机加油吊舱、中心线平台等部件的选型优化.结果表明,该试验技术能有效模拟处于加油机尾流场下的软管锥套收放过程和固定管长时的气动稳定性,试验获得的锥套下沉量和振动幅值明确了不同加油吊舱、中心线平台构型的优劣性,能够为加油机关键加油部件选型优化及飞行试验提供可靠的试验数据.【期刊名称】《空气动力学学报》【年(卷),期】2019(037)001【总页数】7页(P140-146)【关键词】风洞试验;软管锥套;气动稳定性;双目系统【作者】黄霞;卢静;张海酉;王学【作者单位】中国空气动力研究与发展中心,四川绵阳 621000;第一飞机设计研究院,陕西西安 710089;中国空气动力研究与发展中心,四川绵阳 621000;中国空气动力研究与发展中心,四川绵阳 621000【正文语种】中文【中图分类】V211.70 引言空中加油作为飞机发展的一项关键技术，对提高飞机的作战性能和作战半径有着无法取代的作用。

作为当前国内和国际上的主流空中加油方式，即软管-锥套式空中加油系统(简称软式加油)，其优点是可同时给几架战机加油，能够实现“伙伴式加油”；其缺点是软管-锥套系统对大气乱流非常敏感，加油对接时对飞行员要求非常高，并且加油速度较慢，增加了飞行员的失误率。

虽然软式加油从1949年问世以来经过逐步改进，性能不断提高，但据相关文献统计，空中加油飞行的事故率仍高达2.5%，远高于事故高发的起飞着陆阶段。

软式空中加油系统鞭甩现象多体动力学分析

第 37 卷第 4 期2024 年4 月振动工程学报Journal of Vibration EngineeringVol. 37 No. 4Apr. 2024软式空中加油系统鞭甩现象多体动力学分析赵振军1，谭兴宇1，史晓军2，张昌荣2，郭鹏2（1.北方工业大学机械与材料工程学院，北京 100144；2.中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所，四川绵阳 621000）摘要: 软管‑锥套式空中加油系统的柔性结构经常发生不同程度的软管鞭甩现象，极大影响空中加油任务的安全性。

基于柔性多体动力学，建立了空中加油系统动力学模型，其中，利用基于任意拉格朗日‑欧拉描述方式和绝对结点坐标法的索/梁模型描述管线的大变形、大范围运动以及软管收放，并对空中加油系统受到的气动力进行建模，建立的模型能够反映加油机和受油机运动、软管和锥套的变形与气动力的耦合影响。

基于建立的空中加油系统动力学模型，复现飞行状态下的软管鞭甩现象，获得了鞭甩现象的形成机理。

研究表明，对接冲击下，软管平衡状态改变所形成的剪切波向后传播与反射是鞭甩现象产生的主要原因。

通过多工况计算结果，分析了软管刚度、对接速度、Ma数各因素对鞭甩现象引起的软管剪切力、纵波与剪切波传播速度的影响规律，并分别分析了软管收放控制和加缓冲的受油插头两种措施对鞭甩现象振动抑制的有效性。

关键词: 多体动力学；空中加油；鞭甩现象；软管‑锥套组合体中图分类号: O313.7； V228.1+7 文献标志码: A 文章编号: 1004-4523（2024）04-0696-12DOI：10.16385/ki.issn.1004-4523.2024.04.016引言空中加油是飞行器在不着陆情况下，实现燃油快速补给、提升战机滞空时间、及时投入战场作战的主要技术手段。

根据加油管路方案的不同，空中加油可以分为软管式加油和硬管式加油两种方式［1］，中国主要采用软管式加油方式。

软管是一根长达数十米的柔性体，在对接过程中受到多种内外部干扰因素影响，比如加油对接操纵方式、软管柔性材料、飞行Ma数、加油机尾流、姿态变化、受油机头波等［2］。

空中加油软管-锥套动态建模及其飘摆运动抑制

第ｌ５卷
第８期
２０１５年３月
科
学
技
术
与
工
程
Ｖｏ１．１５Ｎｏ．８Ｍａｒ．２０１５
１６７１ — １８１５（２０１５）０８ — ０１３４ — ０６
ＳｃｉｅｎｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
满足实时性要求。Ｋａｍｍａｎ利用多体动力学理
论来对加油软管建模，将软管分为有限段，形成多级串联的球杆模型，比Ｚｈｕ＆Ｍｅｇｕｉｄ的建模方法直观简单。空军工程大学胡孟权Ｊ，西北工业大学王伟等人仅限于建立软管一锥套模型来分析其运
⑥
２０１５Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈ．Ｅｎｇｒｇ．
航空航天
空中
张进袁锁中龚全铨
（南京航空航天大学自动化学院，南京２１００１６）
摘
要
基于多刚体动力学建立空中加油软管一锥套在尾涡流场及大气紊流下的动态数学模型，分析了加油机在不同飞行条
流场下的空中加油软管．锥套动态数学模型，分析加
油机在不同飞行条件下软管一锥套的拖拽尾迹，并在模型中加入Ｄｒｙｄｅｎ大气紊流进行仿真、分析大气紊流对软管．锥套飘摆运动的影响。为设计控制
２０１４年１１月１９日收到国家自然科学基金资助（６１２７３０５０）、

软式空中加油半实物仿真系统研究

2021年6月图学学报June 2021第42卷第3期JOURNAL OF GRAPHICSV ol.42No.3收稿日期：2021-03-13；定稿日期：2021-04-21Received ：13 March ，2021；Finalized ：21 April ，2021第一作者：周仁先(1982 )，男，山东青岛人，高级工程师，硕士。

主要研究方向为飞行仿真、模拟器研制。

E-mail ：**************First author ：ZHOU Ren-xian (1982–), male, senior engineer, master. His main research interests cover flight simulation and simulator development.E-mail ：**************软式空中加油半实物仿真系统研究周仁先1，杨尚君2，林以军2(1. 沈阳飞机设计研究所，辽宁沈阳 110035；2. 空军航空大学，吉林长春 130022)摘要：为模拟软式空中加油相对运动过程，研究加油机和受油机在近距离时的气动影响和飞行接近策略，提出了一种考虑尾涡流、头波效应影响的软管-加油伞运动模型，仿真实验表明该模型能够准确模拟软式空中加油相对运动过程，在某型飞机大型球幕飞行训练模拟器的基础上，开发了一套基于该运动模型的软式空中加油半实物仿真模拟训练系统，对加油伞组件控制方法进行了详细设计，并利用OpenGL 语言开发了一套空中加油可视化模拟训练插件。

关键词：软式空中加油；半实物仿真；运动模型；尾涡效应；头波效应中图分类号：TP 391.9 DOI ：10.11996/JG .j.2095-302X.2021030478 文献标识码：A文章编号：2095-302X(2021)03-0478-07Design and research of the hose-drogue aerial refuelinghardware-in-the-loop simulation systemZHOU Ren-xian 1, YANG Shang-jun 2, LIN Yi-jun 2(1. Shenyang Aircraft Design and Research Institute, Shenyang Liaoning 110035, China;2. Aviation University of Air Force, Changchun Jilin 130022, China)Abstract: In order to simulate the relative motion process of hose-drogue aerial refueling, explorations were made on the aerodynamic influence and flight approach strategy of the tanker and the receiver at close range. This paper proposed a motion model of hose refueling parachute, considering the tail wake vortex effect and the head wave effect. The simulation results show that the proposed model can accurately simulate the relative motion process of soft aerial refueling. Based on the large-scale ball screen flight training simulator of a certain type of aircraft, a soft hardware-in-the-loop simulation training system for aerial refueling was developed, the control method of the parachute component was designed in detail, and a set of visual simulation training plug-in for air refueling was developed using OpenGL language.Keywords: hose-drogue aerial refueling; hardware-in-the-loop simulation; motion model; tail wake vortex effect; head wave effect空中加油技术是现代空中侦查、作战、运输的一项关键技术，能够极大地提升飞机的持续作战能力及作战半径[1]，作战飞机可以根据任务特点减少载油量，增加对物资或者弹药的装载量，从而有效提升飞机总体作战性能。

空中加油软管一锥套动态建模与仿真

加油训练模拟和无人机自主空中加油仿真等。
关键词：空中加油；软管一套；动态建模锥
中图分类号：Ｐ０Ｔ３２文献标识码：Ａ文章编号：１７ — ２６２１）７０３ — ３６４６３（０２１— １５０
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ｄｙａｉｏｌｎｎｄｓｍｕｌｔｏｏｅｉｌｒｆｌｎｓ－ｒｇｎｍｃｍｄｅｉｇａｉａｉｎｆａｒａｅｕｅｉｇｈｏｅｄｏｕｅ
ＷＡＮＧｅ，ＬＵＸｉａｇ，ＷＡＮＧｅｇ，ＬＵＸｉｏｑＷｉＩ－ｎｃＰｎＩａ —ｉ
加油机的飞行状态，加油软管牵引点的位置以及软管一套锥
切向摩擦力系数Ｃ由当地气流雷诺数（ｅＶ／），Ｒ＝Ｌｖ决定。
是相对气流速度的幅值，里Ｖ由飞机的地速以及机翼的诱这导速度合成，中采用Ｈｌｃ— ｕｎａ模型Ｉ模拟飞机尾文ａｏｋＢｒｈｍｌ６］来
是软管与相对气流间的夹角。一旦确定了，切向摩擦则力可以计算出来：
＝ｔ２Ｔ・Ｔ・叮Ｚｒ（０）１
这里０和一组方位角和ｇ是、的非线性函数。是
质点的位置和速度向量被用来计算各段软管的受到的气
特性。
平面上的投影与机体的夹角。机体坐标系绕轴将向下旋转。后绕轴向外旋转，到的就是，的，然得沿Ｋ点指向．。各种坐标系间的关系如图１示。，点所

空中加油软管-锥套动力学建模及仿真

空中加油软管-锥套动力学建模及仿真作者：张晓敏邵翥石佳雨来源：《科技创新与应用》2020年第01期摘 ;要：为研究空中加油过程中软管锥套的运动特性，采用有限元方法建立了软管锥套组合体的稳态数学模型;利用该稳态模型计算了某型加油机在不同飞行速度和不同软管长度情况下锥套的下沉量;加入加油机尾流速度模型，计算了尾流场对锥套位置的影响;在模拟器上验证了文章所提出方法的有效性。

关键词：空中加油;软管-锥套动力学;建模;仿真中图分类号：V228.17 ; ; ; ; 文献标志码：A ; ; ; ; 文章编号：2095-2945（2020）01-0019-03Abstract： In order to study the motion characteristics of the hose cone sleeve in the process of air refueling， the steady mathematical model of the hose cone sleeve assembly is established by using the finite element method. The steady-state model is used to calculate the subsidence of the cone sleeve of a certain type of tanker under different flight speed and different hose length. The influence of the wake field on the position of the cone sleeve is calculated by adding the wake velocity model of the tanker， and the effectiveness of the method proposed in this paper is verified on the simulator.Keywords： aerial refueling; hose-cone sleeve dynamics; modeling; simulation1 概述得益于航空科技的飞速发展，空中加油技术在现代军事领域已经得到了广泛的应用，并且还正向民用领域逐渐扩展[1]。

汽车柔性软管运动包络仿真分析

汽车柔性软管运动包络仿真分析张海鹏【摘要】汽车在行驶过程中,柔性软管的空间位姿和形态容易发生变化,会导致管路与周围零部件干涉磨损,严重影响管路寿命.综合考虑软管的几何特征和物理特性,基于Kirchhoff弹性细杆力学模型,建立柔性软管的空间位姿和形态的参数化模型,模拟软管在汽车行驶过程中的变形.以汽车典型行驶工况下的运动学状态作为仿真输入,对柔性软管运动包络进行仿真分析,仿真结果可以为汽车柔性软管设计及优化提供依据.【期刊名称】《上海工程技术大学学报》【年(卷),期】2018(032)002【总页数】4页(P117-120)【关键词】柔性软管;Kirchhoff运动学模型;运动包络【作者】张海鹏【作者单位】上汽大众汽车有限公司,上海201805【正文语种】中文【中图分类】U462.2汽车柔性软管主要用于连接电气设备或控制装置.作为各类信号、能源等的传输通道,柔性软管布局设计的合理性与装配的可靠性直接影响汽车质量.汽车柔性软管在车辆运行过程中处于运动状态,活动线缆通常一端固定,另一端受运动部件牵引按一定规律进行空间运动.目前,柔性软管的工艺设计主要依靠经验,具体的空间运动状态需在实际装配后才能确定,较少在设计阶段对其工作状态下的运动过程模拟和仿真,导致柔性软管可靠性差,常出现弯曲损伤、疲劳、外皮磨损等问题,严重影响了汽车的可靠性[1].近年来,随着虚拟现实技术的不断发展,探讨在虚拟环境下建立柔性软管的物理特性模型并进行运动仿真,为解决汽车柔性软管设计及走向等问题提供了一条新的有效途径[2].目前国内外有关虚拟环境下线缆物理特性建模及运动仿真方面的研究成果不多.刘检华等[3]以Kirchhoff 弹性细杆非线性力学理论为基础,创新性地提出基于弹性细杆力学模型的虚拟环境下活动线缆建模与运动仿真方法,实现了活动线缆的运动仿真.针对汽车柔性软管在车辆行驶过程中位姿和形变带来磨损的问题,基于Kirchhoff 弹性细杆力学理论,建立柔性软管物理模型,利用工业路径解决方案(Industrial Path Solution,IPS)软件建立软管仿真模型,以汽车典型行驶工况下汽车车身、发动机载荷作为输入,对汽车柔性软管运动包络进行仿真分析.1 柔性软管弹性细杆力学模型弹性细杆静力学理论是Kirchhoff 在1859 年提出的[4],其特点是在Kirchhoff 假定下结合线弹性本构关系建立矢量形式的力和力矩平衡方程,其数学形式与刚体定点转动动力学方程相同,两者存在对应的比拟关系,即著名的“Kirchhoff动力学比拟”.Kirchhoff理论的核心内容之一是平面截面假设:垂直于杆中心线的横截面在杆变形前为平面,变形后仍保持平面,且垂直于变形后的中心线.此项假设为弹性细杆的离散化提供了依据.汽车用柔性软管主要是圆形截面的弹性细杆,其物理特性模型及微元受力状态如图1所示.图1 柔性软管物理特性模型Fig.1Flexible hose physical characteristics model图中:P0为活动线缆的固定端;P1为活动线缆的运动端;P为活动线缆中心线上任一点;P′为活动线缆中心线上与P点无限接近的邻近点;Oξηζ为笛卡儿三维惯性坐标系,O点与活动线缆的固定端节点P0重合,ζ轴正方向为竖直向上;PNBT为Frenet 坐标系;N、B、T分别为该点的主法线、副法线、切线方向;Pxyz为主轴坐标系,其中z轴与T轴重合;x、y分别为P点所在截面的惯性主轴；θ为x 轴与N 轴、y 轴与B轴的夹角，Frenet坐标系沿T轴转动角度θ即得到主轴坐标系;r为P点相对固定参考点O的矢径,r+Δr为P′点相对固定参考点O 的矢径.以P0为原点沿活动线缆建立弧坐标,规定外法线矢量与弧坐标增大方向一致的截面为正截面,反之,外法线矢量与弧坐标减小方向一致的截面为负截面.-F、-M分别为P点负截面受邻近截面作用内力的主矢和主矩;F+ΔF和M+ΔM分别为P′点正截面受邻近截面作用内力的主矢和主矩.考虑PP′微元弧段内活动线缆的平衡,在平衡状态下,上述作用力对P点简化的主矢和主矩必须为零,仅保留各增量的一阶小量，主矢和主矩的定义为=0(1)+T×F=0(2)式中:F为P点正截面受邻近截面作用内力的主矢;s为弧坐标；M为P点正截面受邻近截面作用内力的主矩;T为P点的切线基矢.将求导过程由相对惯性坐标系Oξηζ改为相对截面主轴坐标系Pxyz进行,利用弯扭度ω及F、M相对Pxyz的投影式,同时考虑到无原始曲率和扭率,活动线缆截面作用力的主矩可表达为Mx=kxωxMy=kyωyMz=kzωz(3)式中:kx为截面绕x轴的抗弯刚度;ky为截面绕y轴的抗弯刚度;kz为截面绕z轴的抗扭刚度,则式(1)、式(2)相对Pxyz的投影式可表示为(4)(5)式(4)、式(5)为描述活动线缆平衡的Kirchhoff 方程.从Kirchhoff 方程中解出Fx(s)、Fy(s)、Fz(s)及ωx(s)、ωy(s)、ωz(s)以确定刚性截面在惯性空间中的姿态,中心线的切线基矢随之确定.在实际应用中,通过活动线缆两端点的几何约束可以确定边界条件,从而使求解位姿问题变为求解Kirchhoff 方程的边值问题.2 柔性软管运动学仿真建模为计算柔性软管的空间状态,本研究基于IPS软件进行求解.IPS是基于Kirchhoff弹性细杆静力学理论编写的软件,由德国弗朗霍夫学会开发,能快速准确地仿真柔性部件的运动特性,可进行运动走向、运动干涉和应力计算,长度优化、卡箍及位置优化,运动包络计算等.柔性软管仿真流程如图2所示.其主要包括5个步骤:1) 分析柔性软管及相关零件特点,基于CATIA软件建立物理模型,并将其导入IPS中;2) 收集软管周围间隙数据及软管材料属性并进行定义;3) 针对汽车运行工况设计相关试验，获取运动学输入;4) 进行运动学仿真,获取软管运动包络；5) 对软管优化设计.图2 柔性软管仿真流程Fig.2 Simulation flowchart of flexible hose2.1 材料属性定义对各向同性材料,直接利用材料密度、杨氏模量、泊松比等确定材料属性参数;对其他材料,通过拉伸试验、弯曲试验和扭转试验确定材料属性参数,试验场景如图3所示.图3 材料属性试验Fig.3 Material property tests2.2 汽车柔性软管运动学输入分析汽车运行状态,确定5种工况作为软管运动学分析典型工况,见表1.表1 汽车运动学试验工况Table 1 Kinematic test conditions of vehicle工况汽车运行状态1起步加速(3 000 r起步)2倒车加速(3 000 r起步)3逆时针稳态回转(40 km)4顺时针稳态回转(40 km)5直线变负荷(0～6 000 r/s)根据表1所列工况进行汽车试验.首先根据工况特点,以汽车运行速度为输入,基于车身物理模型,直接获得车身运动状态,仿真试验如图4所示.图4 仿真试验Fig.4 Simulation test汽车柔性软管运动学状态除和车身运动有关外,其主要影响来自于发动机振动.根据典型汽车运行工况特点,设计台架试验进行运动学分析,获取发动机振动输出,台架试验如图5所示.图5 台架试验Fig.5 Bench test3 案例分析以发动机冷却系统水管为例,选择直线变负荷工况,对其运动包络进行仿真分析.首先建立包含水管及附件的物理模型,如图6所示.图6 发动机冷却水管物理模型Fig.6Engine cooling water pipe physical model在此基础上添加边界及材料属性,基于典型工况下汽车运动学状态,进行运动包络仿真分析,实现水管空间运动间隙的理论计算及运动包络IPS仿真输出,结果如图7所示.图7 发动机冷却水管运动包络Fig.7Engine cooling water pipe motion envelope由图7可以看出,基于本研究所述方法可以实现水管运动包络及间隙的计算,两者结果吻合.说明本研究方法是有效可行的，可为柔性软管优化设计提供数据支持,可以有效避免零部件干涉所带来的磨损、失效.4 结论针对汽车柔性软管布置问题,基于Kirchhoff弹性细杆力学模型,建立柔性软管的参数化模型,实现软管的空间位姿和形态物理描述;基于台架试验,确定汽车运动学输入提取方法;选择直线变负荷工况,以汽车发动机冷却系统水管为例,基于IPS软件对其进行仿真分析,实现柔性软管运动包络仿真分析,软管间隙与运动包络结果比较吻合,研究结果可以为汽车柔性软管设计及优化提供依据.参考文献:【相关文献】[1] 王春生,宁汝新,刘检华,等.J-T 制冷器管路对稳定平台的干扰力矩分析[J]. 激光与红外,2009,39(3):277-279.[2] 王发麟,廖文和,郭宇,等.基于精确Cosserat 模型的柔性线缆物理特性建模与变形仿真技术[J]. 计算机辅助设计与图形学学报,2017,29(7):1343-1355.[3] 刘检华,赵涛,王春生,等.虚拟环境下的活动线缆物理特性建模与运动仿真技术[J]. 机械工程学报,2011,47(9):117-124.[4] 刘延柱.弹性细杆的非线性力学[M].北京:清华大学出版社,2006.[5] 张海鹏,朱婉玲,严勇强,等.基于多测量方法的新能源车标准车头认可[J]. 上海工程技术大学学报,2016,30(4):300-305.[6]CAO D Q,LIU D S,WANG C H T.Nonlinear dynamic modeling of MEMS components via the Cosserat rod element approach[J].Journal of Micromechanics and Microengineering,2005 ,15(6):1334-1343.。

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ＣＨＥＮＬｅ—ｌｅ，ＬＩＵＸｕｅ－ｑｉａｎｇ
（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＡｅｒｏｄｙｎａｍｉｃｓ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｆＡｏｅｒｏｎａｕｔｉｃｓａｎｄＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ，Ｎａｎｉｆｎｇ２１００１６，Ｃｈｉｎａ）
模型并推导其运动控制方程；采用一类基于相邻单元搜索算法，通过搜寻软管节点所在加油机尾流场网格的宿主
单元，建立软管微段气动力与流场的联系。运用方法对软管锥套系统的动态特性进行了仿真，结果与国内外飞行
试验结果相吻合。
ｓｏｌｖｅｔｈｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｂｌｅＮａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓｅｑｕａｔｉｏｎｓ，ａｎｄｔｈｅｈｏｓｅｉｓｄｉｓｃｒｅｔｉｚｅｄｉｎｔｏａｓｅｒｉｅｓｏｆｂａｌｌｈｉｎｇｅｓｌｉｎｋｅｄｂｙｍａｓｓｌｅｓｓｉｒｇｉｄｌｉｎｋｓｗｈｉｃｈｆｏｒｍａｍｕｌｔｉ —ｂｏｄｙｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅｋｉｎｅｍａｔｉｃａｌａｎｄｄｙｎａｍｉｃｅｑｕａｔｉｏｎｓａｒｅｄｅｒｉｖｅｄｏｒｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｎｕｍｅｉｃｒａｌｍｏｄｅｌｉｓｕｓｅｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｈｏｓｅ — ｄｒｏｇｕｅｓｙｓｔｅｍｄｙｎａｍｉｃｓｉｎｍｕｌ — ｔｉｐｌｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗａｇｏｏｄｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｗｉｔｈｐｒｅｖｉｏｕｓｌｙｒｅｐｏｔｒｅｄｌｆｉｇｈｔ — ｔｅｓｔｄａｔａｉｎｏｐｅｎｌｉｔｅｒａ－ｔｕｒｅａｎｄｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｎｅｉｇｈｂｏｒ－ｔｏ — ｎｅｉｇｈｂｏｒａｌｇｏｉｒｔｈｍｓａｖｅｓａｌｏｔｏｆｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｔｉｍｅ．Ｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｉｓｓｔｕｄｙｈａｖｅｃｅｒｔａｉｎｇｕｉｄｉｎｇｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｏｒｆｔｈｅｄｒｏｇｕｅ —ｐｒｏｂｅａｅｉａｒｌｒｅｆｕｅｌｉｎｇ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｅｉｒａｌｒｅｆｕｅｌｉｎｇ；ｈｏｓｅ—ｄｒｏｕｅｇａｓｓｅｍｂｌｙ；ｗｈｉｐｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ；ｍｕｌｔｉ－ｂｏｄｙｓｙｓｔｅｍ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌ
第４６卷
第６期
航空计算技术
ＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＣｏｍｐｕｔｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅ
Ｖｏ１．４６Ｎｏ．６ＮＯＶ．２０１６
２０１６年１１月
软式加油过程中软管鞭打现象数值模拟研究
－
ｅｆｆｉｃｉｅｎｔｎｅｉｇｈｂｏｒ－ｔｏ — ｎｅｉｇｈｂｏｒａｌｇｏｉｒｔｈｍ．ＴｈｅＯｓｈｅｒｓｃｈｅｍｅａｎｄＳ — Ａｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅｍｏｄｅｌａｒｅｅｍｐｌｏｙｅｄｔｏ
关键词：空中加油；软管锥套系统；鞭打现象；多体系统；数值模拟中图分类号：Ｖ２２１．３文献标识码：Ａ文章编号：１６７１．６５４Ｘ（２０１６）０６ — ００５６－０４
ＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＨｏｓｅＷｈｉｐＰｈｅｎｏｍｅｎｏｎｉｎＨｏｓｅ－ｄｒｏｇｕｅＡｅｒｉａｌＲｅｆｕｅｌｉｎｇ
陈乐乐，刘学强
（南京航空航天大学空气动力学系，江苏南京２１００１６）
摘要：对空中加油过程中软管锥套系统产生的鞭打现象进行了数值模拟。流场计算中的空间离散采用Ｏｓｈｅｒ格
式．紊流模型采用Ｓ．Ａ一方程模型；运用“ 刚杆一球铰” 模型离散方法对软管锥套系统建模，建立了软管多体系统
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｈｏｓｅｗｈｉｐｐｉｎｇｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎｉｎｈｏｓｅ — ｄｒｏｇｕｅａｅｉａｒｌｒｅｆｕｅｌｉｎｇｗａｓｓｉｍｕｌａｔｅｄｂａｓｅｄｏｎａｈｉｇｈ