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2018年全国工业流体力学会议

作者：王报屈秋林赵芸可刘沛清北京航空航天大学流体力学教育部重点实验室北京航空航天大学航空气动声学工信部重点实验室(北航陆士嘉实验室)

大型运输机尤其是民用旅客机在水面上空飞行时,如果遇到燃油耗尽、发动机停车等突发情况时必须进行水上迫降。有计划的水上迫降过程包含下降、冲击入水、水面滑行和漂浮这四个阶段,前人的研究主要集中在冲击入水和漂浮阶段,本文重点关... 详细信息

大型运输机尤其是民用旅客机在水面上空飞行时,如果遇到燃油耗尽、发动机停车等突发情况时必须进行水上迫降。有计划的水上迫降过程包含下降、冲击入水、水面滑行和漂浮这四个阶段,前人的研究主要集中在冲击入水和漂浮阶段,本文重点关注滑水阶段机身后体纵向曲率对水动力特性的影响。在滑水阶段,为了研究方便和突出机身纵向曲率半径,把机身底部的触水区域单位宽度的一段近似作为不同曲率半径的弯板模型作为研究对象。实验中,本文开展了不同曲率半径弯板在匀速滑水运动下,作用在弯板上的水动力性能的拖曳水槽测力实验。实验取了6个不同曲率半径的弯板模型,其曲率半径分别取R=∞(平板)、1500mm、1200mm、900mm、600mm、300mm,纵倾角0°～45°(间隔5°),速度范围为0～0.9m/s,用二元三分量应变式天平测力,给出纵向曲率、纵倾角、弗劳德数、浸没深度等参数对水动升力、阻力和俯仰力矩的影响规律。

关键词：水上迫降滑水弯板拖曳水槽水动力特性

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雷诺数和湍流强度对小型水平轴风力机气动特性的影响

雷诺数和湍流强度对小型水平轴风力机气动特性的影响

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2018年全国工业流体力学会议

作者：朱建勇屈秋林刘沛清沈阳航空航天大学航空航天工程学部北京航空航天大学流体力学教育部重点实验室

就地利用城市风环境是缓解城市能源与环境问题的有效途径,城市风环境特有的低风速、高湍流度和强非定常性等气动特点直接影响风力机的气动特性。本文利用风洞试验手段研究雷诺数和湍流强度对小型水平轴风力机气动特性的影响,试验模型分... 详细信息

就地利用城市风环境是缓解城市能源与环境问题的有效途径,城市风环境特有的低风速、高湍流度和强非定常性等气动特点直接影响风力机的气动特性。本文利用风洞试验手段研究雷诺数和湍流强度对小型水平轴风力机气动特性的影响,试验模型分别为两叶片和三叶片水平轴风力机,叶片为等弦长直叶片,叶片弦长均为0.05m,叶片所用翼型为NACA0018,叶片安装角10°,风力机旋转直径0.6m。试验结果表明:在雷诺数3×10～5×10范围内,两叶片和三叶片风力机的风能利用系数均随雷诺数的增大而增大,最大风能利用系数对应的尖速比随雷诺数增大而减小;湍流强度明显影响风力机的气动性能,风能利用系数最大值及其对应的尖速比随湍流强度的增大显著减小;此外,相对于两叶片风力机,三叶片风力机具有更高的风能利用系数峰值,更适合城市风环境的应用。

关键词：风能小型水平轴风力机气动特性雷诺数效应湍流强度风洞实验

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微型离心风机流场分析与气动优化

微型离心风机流场分析与气动优化

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2018年全国工业流体力学会议

作者：王一帆刘沛清胡天翔任水利北京航空航天大学航空科学与工程学院流体力学系北京航空航天大学工信部航空声学重点实验室

本文基于微型风机,利用Ansys软件对风机内部流场进行数值仿真分析。在不改变风机叶轮的基础上,依据之前的原风机仿真结果,采用单一变量叠加比较的方法在蜗壳面积变化不大的基础上进行再设计、内部导流片导流等手段进行风机的流场优化设... 详细信息

本文基于微型风机,利用Ansys软件对风机内部流场进行数值仿真分析。在不改变风机叶轮的基础上,依据之前的原风机仿真结果,采用单一变量叠加比较的方法在蜗壳面积变化不大的基础上进行再设计、内部导流片导流等手段进行风机的流场优化设计,达到出口压力增加10%的效果。计算仿真选用SST k-?湍流模型,二阶精度分析内部不可压流动。结果表明,小流量下,由于叶轮做功,入口流道处会产生小涡。随着入口流量增大至中流量(80-140LPM),蜗舌处产生一大涡,该涡为微型离心风机的主要涡,通过在此处设置导流片进行涡控制可使出口压力增加2%左右,而对蜗壳截面从圆形改为"U"形可有效增大压力4%。计算风机效率曲线发现整体呈抛物线形状,整体风机改造过程中,增大出口流道截面积会导致效率曲线小幅降低,但是最大差值不会超过4%,从而不会造成电机过多无用功的损耗。但是气动优化之后的最终结果增压可达到10%,从计算所得的风机内部流场可以看出优化后的形状对流场分离现象有一定的抑制作用。

关键词：微型离心风机气动优化涡控制

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张量场物质导数的变形分解及其在二维流动分析中的作用

张量场物质导数的变形分解及其在二维流动分析中的作用

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2018年全国工业流体力学会议

作者：谢锡麟陈玉竹复旦大学航空航天系

Lie导数可谓微分流形中最重要的微分算子,也有著名学者认为张量场的Lie导数就是物质导数,其实不然。本报告将澄清Lie导数与物质导数之间的关系,提出张量场物质导数的Lie导数与Lie导数补的分解,我们称为变形分解。值得指出,常见的加速度...

Lie导数可谓微分流形中最重要的微分算子,也有著名学者认为张量场的Lie导数就是物质导数,其实不然。本报告将澄清Lie导数与物质导数之间的关系,提出张量场物质导数的Lie导数与Lie导数补的分解,我们称为变形分解。值得指出,常见的加速度分解为非定常项与对流导数项,隶属Lie导数与Lie导数补的一种分解形式。本报告主要包括四方面内容:(1)张量场Lie导数与Lie导数补的力学意义与数学性质。(2)经典变形形式,包括刚性旋转、剪切、拉伸等的加速度的Lie导数与Lie导数补的理论分析与分布特征。(3)基于经典变形形式的Lie导数与Lie导数补分解,辨识计算二维流场中典型的变形区域,涉及的计算流场主要包括:二维旋转规则扇形、曲边扇形、可变形边界扇形内的不可压缩流动,平面与曲面上圆柱绕流等。本报告提出,基于加速度的变形分解辨识流场中的典型变形形式,并以此探求旋涡的区域辨识方法,隶属运动学方法。本方法原则上适用于平面流动、曲面上二维流动、三维流动,甚至固体的变形,但方法的有效性需要经过大量的事例进行评估。变形的动力学机制则需要相应的动力学研究,本报告将涉及相关机理的讨论。

关键词：

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航空CFD软件研发的一些体会

航空CFD软件研发的一些体会

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2018年全国工业流体力学会议

作者：白文中国航空研究院前沿技术研究部

从三个方面分享报告人长期从事航空CFD软件研发工作的一些认识和体会。在软件工程方面,扼要介绍美国国防部CREATE计划的软件质量保证方法,结合NASA-OVERFLOW软件开发过程中的一个团队协作案例,阐述产品型CFD软件研发的多学科属性以及软...

从三个方面分享报告人长期从事航空CFD软件研发工作的一些认识和体会。在软件工程方面,扼要介绍美国国防部CREATE计划的软件质量保证方法,结合NASA-OVERFLOW软件开发过程中的一个团队协作案例,阐述产品型CFD软件研发的多学科属性以及软件工程方法的必要性;在软件确认研究方面,开辟了一条新的气动数据相关性和不确定度研究技术途径,通过耦合CFD计算软件CFL3D和优化设计软件Dakota,针对经典超临界翼型RAE2822的风洞实验数据修正研究表明:气动数据相关性研究仍然是个"老大难"问题;顺带推荐一个目前相对最适合的湍流模型确认研究标准算例"2D NASA Hump";第三方面分享一些提高CFD软件计算效率的技术和经验,以第一届航空CFD可信度研讨会标模CHN-T1共用计算网格为例,给出了提高CFL3D软件并行计算可扩展性的方法和相关技术途径;此外,在对CFD软件进行对比验证时,为了确保计算效率评估的一致性,推荐HiOCFD系列工作会议采用的TauBench软件工具。

关键词：

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航母尾流场分析与流场抑制技术研究

航母尾流场分析与流场抑制技术研究

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2018年全国工业流体力学会议

作者：高杰王金玲中国船舶工业系统工程研究院

舰载机着舰过程中受到海上多变气候、有限的着舰跑道区、航母的不规则运动、地面效应的突然变化、尾流场、侧洗气流,以及舰载机抗干扰能力和飞行员着舰控制能力众多因素影响。其中航母尾部诱导尾流是影响舰载机安全着舰的一个重要因素,... 详细信息

舰载机着舰过程中受到海上多变气候、有限的着舰跑道区、航母的不规则运动、地面效应的突然变化、尾流场、侧洗气流,以及舰载机抗干扰能力和飞行员着舰控制能力众多因素影响。其中航母尾部诱导尾流是影响舰载机安全着舰的一个重要因素,当航母在顶风行驶过程中,通过甲板上方的气流会在舰尾突然向海面下沉然后再上升,这股气流由于形状很像公鸡尾流,所以被称为公鸡尾流。据文献介绍,若飞行员不对飞机采取相应的修正措施,垂直方向上产生的公鸡尾流可使飞机下沉2米左右,造成约39米的水平着舰误差。此外舰尾流场还受舰船结构、航向航速、海面大气状况因素影响,其流场特性非常复杂,因此当飞机通过该片区域时,飞机飞行品质会急剧恶化,最严重的尾流干扰会超出飞机的性能边界,进而导致其无法安全着舰,尾流对舰载机飞行员来说无疑是一个艰巨的考验,本文主要采用CFD数值模拟方法,进行航母尾部流场分析,并根据分析结果,提出尾部流场抑制方案,并通过数值模拟方法,验证抑制方案的有效性。

关键词：航母公鸡尾流着舰安全尾部流场抑制数值仿真

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实用CFD的一些新进展

实用CFD的一些新进展

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第十二届全国计算流体力学会议

作者：李友荣中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所

在过去二、三十年里,CFD得到了飞速发展。求解NS方程、复杂外形计算及湍流模拟是主要的目标。当前和未来发展的方向是什么?本文介绍一些CFD的新近进展情况。CFD（计算流体力学）与CSD（计算结构力学）相结合在模拟结构干扰问题方面会发... 详细信息

在过去二、三十年里,CFD得到了飞速发展。求解NS方程、复杂外形计算及湍流模拟是主要的目标。当前和未来发展的方向是什么?本文介绍一些CFD的新近进展情况。CFD（计算流体力学）与CSD（计算结构力学）相结合在模拟结构干扰问题方面会发挥巨大的作用,CFD软件工程化、标准化、可视化和通用化是其发展的必然趋势。CFD在描述真实气体效应方面、热喷流及其噪音、燃烧流动结构、壁面流、非平衡流等方面也会得到飞速发展。另外,CFD也会在工业自动化、民用流体动力学方面得到广泛得应用。

关键词： CFD 新进展

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同向涡对近地面多涡系干扰水槽实验研究

同向涡对近地面多涡系干扰水槽实验研究

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2018年全国工业流体力学会议

作者：胡天翔陈庆民刘岳刘沛清北京航空航天大学流体力学教育部重点实验室航空航天大学航空气动声学工信部重点实验室(北航陆士嘉实验室) 中国航天标准化研究所

本文同针对大型飞机尾流问题,研究和分析同向涡对在近地面效应影响下的演变和融合过程。研究依托北京航空航天大学陆士嘉实验室的回流水槽设备,对模拟飞机尾流场的同向等强/不等强涡对及其周边流场开展PIV实验研究。研究发现,当涡对靠... 详细信息

本文同针对大型飞机尾流问题,研究和分析同向涡对在近地面效应影响下的演变和融合过程。研究依托北京航空航天大学陆士嘉实验室的回流水槽设备,对模拟飞机尾流场的同向等强/不等强涡对及其周边流场开展PIV实验研究。研究发现,当涡对靠近地面时,地面附近出现由主涡诱导速度所产生的涡层,随着涡层的发展,受到压力梯度的影响,涡层脱离地面并产生二次涡结构。研究发现,在二次涡影响下,主涡对会出现明显的侧滑及反弹,同时涡对旋转与融合的速度也随之加快。与同向等强涡对近地面融合的规律相类似,涡对距离地面越近,所受到的地面效应就会越强,横向侧滑与法向抬升的现象则越为明显。此外,二次涡对主涡对的融合起到促进作用,加速涡对的相互靠近及绕转运动。与同向等强度涡对近地面融合所不同的是,不等强涡对的近地面融合的过程中弱涡在强涡与二次共同的诱导作用下出现拉伸变形,且涡对融合过程中出现的侧滑与反弹效应融合呈减小的趋势。

关键词：飞机尾流同向涡对融合旋涡地面效应

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上翼面扰流缝下偏量对冲压翼伞气动性能的影响

上翼面扰流缝下偏量对冲压翼伞气动性能的影响

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2018年全国工业流体力学会议

作者：邵博曹义华北京航空航天大学航空科学与工程学院

冲压翼伞上翼面扰流缝是一种新型的控制翼伞纵向运动和横向运动的结构,本文以Clark-Y翼型为冲压翼伞的基础翼型,采用翼伞刚性假设,雷诺数为,使用Fluent软件对有不同扰流缝下偏量的翼伞进行二维和三维的定常流场数值模拟,选用标准K-epsi... 详细信息

冲压翼伞上翼面扰流缝是一种新型的控制翼伞纵向运动和横向运动的结构,本文以Clark-Y翼型为冲压翼伞的基础翼型,采用翼伞刚性假设,雷诺数为,使用Fluent软件对有不同扰流缝下偏量的翼伞进行二维和三维的定常流场数值模拟,选用标准K-epsilon湍流模型,详细分析了扰流缝下偏量对翼伞气动性能的影响。二维流场计算结果表明:扰流缝的后缘区域形成较大的分离涡,升力减小,阻力增大。扰流缝下偏量在一定范围内增加时升阻比单调减少从而可精确控制翼伞滑翔比,升阻比最大下降约40%。三维流场计算结果表明:翼伞两侧扰流缝对称下偏时,升阻比随之下降;翼伞单侧扰流缝下偏时,产生滚转和偏航力矩,从而控制翼伞的横向运动,避免了传统横向操纵时下拉后缘带来的反向侧滚问题;扰流缝下偏需要的力远远小于传统操纵方式需要的力,可有效减小翼伞控制装置的体积。

关键词：冲压翼伞扰流缝下偏量气动性能纵向运动横向运动

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中国力学学会第二届工业流体力学学术会议在镇江举行

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流体机械 1992年第1期 64-64页

作者：曹焕元

中国力学学会第二届工业流体力学学术会议1991年下半年在镇江市江苏工学院召开。来自全国工厂、公司、管理部门和大专院校、科研院所等单位的代表106人参加了这次会议。

关键词：学术会议中国力学学会流体力学

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