题目：高超声速飞行器动态特性研究

随着飞行器外形的不断变化、速度的不断提高和性能的大幅度改进，传统预测和评估高超声速飞行器动态特性的方法面临严峻挑战。计算流体力学的进步和计算机技术的发展使得CFD方法广泛应用于数值模拟飞行器的非定常复杂绕流问题，成为研究高超声速飞行器动态特性问题最有前途和生命力的手段。然而数值方法还存在一些难点，如非定常流动控制方程和刚运动方程的耦合求解，计算精度问题等，本文针对这些问题开展了一系列的研究工作，实现了非定常流动控制方程和刚体运动方程的耦合，数值模拟了高超声速飞行器的强迫运动，研究了其动态特性。

采用刚性运动网格技术，耦合求解非定常流动控制方程和刚体运动方程。空间离散采用Roe格式，时间离散采用“双时间步”的LU-SGS格式，基于Etkin非定常气动力模型，给出小振幅强迫振动下俯仰阻尼导数的辨识方法。

以HBS强迫俯仰运动为例，研究了非定常强迫振动计算参数如减缩频率和角振幅对静、动导数的影响，并给出计算时合理的选取范围。以Finner标模和钝锥标模为例，数值模拟其小振幅强迫振动过程，通过气动力迟滞曲线辨识出动态稳定性参数，与实验结果较吻合，从而验证了本文计算方法和动导数辨识方法的可靠性。

数值模拟类X-51A飞行器绕质心的强迫振动，采用基于Etkin非定常气动力模型发展的动导数辨识方法对发动机工作与否和变尾喷管外形时的非定常流场数据进行动导数辨识，分别计算了两种条件下俯仰、偏航和滚转三通道的阻尼导数，初步分析了发动机工作和尾喷管变化对飞行器动稳定性的影响。