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考虑压气机动静干涉效应的非设计工况性能数值模拟

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推进技术 2006年第5期27卷 422-425,430页

作者：赵养正刘前智西北工业大学动力与能源学院陕西西安710072

应用数值模拟方法研究了非设计工况下轴流压气机动静叶排相互干涉的非定常流动,利用高分辨率格式求解准三维雷诺平均N-S方程,非定常流场计算采用了双时间步法与LU-SGS隐式解法耦合的方法。计算给出了在100%,90%和80%设计转速下等转速特... 详细信息

应用数值模拟方法研究了非设计工况下轴流压气机动静叶排相互干涉的非定常流动,利用高分辨率格式求解准三维雷诺平均N-S方程,非定常流场计算采用了双时间步法与LU-SGS隐式解法耦合的方法。计算给出了在100%,90%和80%设计转速下等转速特性的定常和非定常流的计算结果,两者的比较表明,定常流计算得到的效率低于非定常的结果,边界点附近定常流的增压比高于非定常的结果。不稳定边界附近的非定常流计算结果表明,利用叶片表面压力变化是否具有周期性作为等转速线上边界点的判别准则更为合理。

关键词：非定常流动非设计工况数值仿真轴流压气机

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轴流压气机叶栅新型气动布局结构的研究

轴流压气机叶栅新型气动布局结构的研究

作者：赵养正西北工业大学

学位级别：硕士

本文应用流场数值模拟的方法,研究了均匀栅距和非均匀栅距的轴流压气机动静叶排相互干涉的非定常流动问题,利用高分辨率格式求解二维圆柱面流动的雷诺平均N-S方程。为了提高计算的收敛速度,以LU-SGS隐式方法来求定常流场解,而非定常流... 详细信息

本文应用流场数值模拟的方法,研究了均匀栅距和非均匀栅距的轴流压气机动静叶排相互干涉的非定常流动问题,利用高分辨率格式求解二维圆柱面流动的雷诺平均N-S方程。为了提高计算的收敛速度,以LU-SGS隐式方法来求定常流场解,而非定常流场计算则采用了双时间步法与LU-SGS隐式解法耦合的方法。本文研究工作包括以下三个部分: 研究了单级轴流压气机二维流场计算模拟问题,在设计转速的100%、90%和80%三个转速下分别进行了定常和非定常流动的数值计算,并给出了相应的等转速特性计算结果。两种方法的计算结果比较表明,定常流计算得到的效率低于非定常的结果,边界点附近定常流的增压比高于非定常的结果。不稳定边界附近的非定常流计算结果表明,采用叶片表面压力变化是否具有周期性作为等转速线上边界点的判别准则更为合理。对于七种不同的动静叶片数目之比,采用非定常流计算方法研究了各种动静叶稠度组合对轴流压气机性能的影响。结果的对比分析表明,影响级压比的主要是动叶稠度,随着动叶稠度的增加,零攻角状态的压气机效率降低,而正攻角状态下的效率则会增加;静叶稠度改变,对级压比影响很小,但定常流和非定常流计算得到的效率结果却相差较大,表明非定常流动计算结果更合理地反映了动静叶相互干扰的影响。研究了非均匀栅距对轴流压气机叶栅性能及叶片非定常力的影响,并对叶片非定常力计算结果进行傅立叶分析。对单级叶栅来说,在单独改变静叶栅距的条件下,压比和效率基本不变;在单独改变动叶栅距的条件下,效率基本不变,但近边界点的压比会降低,而且动叶栅距改变量越大,近边界点的压比越低。对动叶非定常力的频域分析结果表明,单独改变动叶栅距将改变动叶非定常力的幅值

关键词：非均匀栅距非定常流动非设计工况数值模拟轴流压气机

基于突起物流动控制的超声速弹箭气动布局研究

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西北工业大学学报 2019年第2期37卷 344-353页

作者：李晓鹏康顺王天明赵养正中国兵器工业第203研究所陕西西安710065 西安工业大学陕西西安710021

流动控制方案是在弹身尾部弹翼之间排布一定数量的微型突起物,突起物的干扰造成了弹翼上压力分布的变化,从而改变作用于弹箭上的气动力和力矩,实现弹箭飞行姿态的改变,针对弹箭尺寸小和飞行速度高的特点,极有可能成为超声速飞行弹箭的... 详细信息

流动控制方案是在弹身尾部弹翼之间排布一定数量的微型突起物,突起物的干扰造成了弹翼上压力分布的变化,从而改变作用于弹箭上的气动力和力矩,实现弹箭飞行姿态的改变,针对弹箭尺寸小和飞行速度高的特点,极有可能成为超声速飞行弹箭的一种快速有效控制手段。采用数值求解三维定常雷诺平均Navier-Stokes方程和k-ε两方程湍流模型的CFD方法,首先分析了超声速状态下孤立突起物的绕流场结构,细致揭示了孤立突起物产生的激波/激波干扰、激波/边界层干扰等流场结构;其次针对孤立突起物与单个弹翼的组合体构型,揭示出突起物对弹翼的干扰流场结构,分析了突起物的形状与安装位置对弹翼绕流场及气动力的影响规律;最后针对Basic-Finner弹箭模型,研究了多个突起物组合的俯仰与滚转方向控制的气动布局方案。研究结果表明:在超声速状态下,突起物对弹翼的干扰主要来源于3个方面:突起物前面形成的分离流动所产生的分离激波干扰区,绕突起物产生的三维弓形激波干扰区,以及突起物尾迹干扰区。其中,三维弓形激波干扰区域最大,干扰强度大。最后给出了基于突起物控制的俯仰与滚转方向气动布局方案,在Ma=2.5的状态下,比较了不同数量突起物方案的气动特性。单个突起物的存在,使得全弹的阻力增加约4.8%,随着突起物数量的增加,产生的控制力矩基本线性增加。通过合理布置微型突起物的安装位置,可以使得弹箭尾部弹翼上压力快速改变,突起物安装要尽量增大弹翼上的高压区,与此同时尽量减小低压区的干扰,从而实现超声速飞行弹箭姿态的快速控制。

关键词：微型突起物超声速流动流动控制机理气动布局设计计算流体力学(CFD)

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非均匀栅距对压气机叶片非定常气动力的影响

推进技术 2007年第2期28卷 167-169,180页

作者：赵养正刘前智廖明夫西北工业大学动力与能源学院陕西西安710072

研究了轴流压气机叶片采用非均匀栅距对叶片非定常力影响的问题,利用高分辨率格式求解准三维雷诺平均N-S方程。非定常流场计算采用了双时间步法与LU-SGS隐式解法耦合的方法。研究了带进口导叶的单级三排叶栅非定常流动,其中动叶栅距不变... 详细信息

研究了轴流压气机叶片采用非均匀栅距对叶片非定常力影响的问题,利用高分辨率格式求解准三维雷诺平均N-S方程。非定常流场计算采用了双时间步法与LU-SGS隐式解法耦合的方法。研究了带进口导叶的单级三排叶栅非定常流动,其中动叶栅距不变,而导叶和静叶采用非均匀栅距。对不同结构的计算分析表明,在导叶和静叶采用一定的非均匀栅距组合型式后,在保证压气机级的性能变化不大的同时,动叶表面所受非定常气动力的状况得到改善,这将有助于提高动叶片的疲劳寿命。

关键词：轴流压气机非均匀栅距^+ 非定常流动动静叶干涉^+ 数值仿真

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立式风洞在末敏弹研制中的应用研究

弹箭与制导学报 2013年第5期33卷 138-140页

作者：高宏超赵养正方养田中国兵器工业第203研究所西安710065

介绍在立式风洞中弹箭兵器伞弹模型动态参数测量的实验方法、图像采集与处理,并采用该视频测量技术测量了两种不同的伞弹模型的扫描角和转速。实验结果显示:该实验系统测试伞弹系统的动态状态参数与外场试验基本一致,可在一定程度上满... 详细信息

介绍在立式风洞中弹箭兵器伞弹模型动态参数测量的实验方法、图像采集与处理,并采用该视频测量技术测量了两种不同的伞弹模型的扫描角和转速。实验结果显示:该实验系统测试伞弹系统的动态状态参数与外场试验基本一致,可在一定程度上满足伞弹系统实验要求;另外如果转速曲线具有较稳定的周期性变化,伞弹系统就会出现较好的运转稳定性。

关键词：视频测量技术立式风洞图像处理

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旋转弹体及减旋片滚转阻尼数值模拟

兵工学报 2015年第7期36卷 1176-1180页

作者：赵养正蒋胜矩党明利朱中根西安现代控制技术研究所陕西西安710065

滚转阻尼力矩导数是影响减旋效果的重要参数。采用求解定常流场的计算流体力学方法,对亚跨声速阶段带减旋片翼翼身组合体的滚转阻尼特性进行数值模拟。滚转阻尼力矩导数数值模拟的结果与试验值一致性较好。通过数值结果分析解释了由于... 详细信息

滚转阻尼力矩导数是影响减旋效果的重要参数。采用求解定常流场的计算流体力学方法,对亚跨声速阶段带减旋片翼翼身组合体的滚转阻尼特性进行数值模拟。滚转阻尼力矩导数数值模拟的结果与试验值一致性较好。通过数值结果分析解释了由于滚转引起的弹翼气流攻角的变化,表面压力的变化,以及附加升力导致的滚转阻尼力矩的形成原因,展示了薄翼片弯折的位置,同时从流场的角度展示了滚转对弹体附近气体流动的影响,以及滚转引起的表面流线的弯曲,螺旋状尾迹。

关键词：兵器科学与技术滚转阻尼导数弹体减旋片数值模拟

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具有瓦片翼的旋转子弹气动特性数值研究

弹箭与制导学报 2016年第4期36卷 93-97页

作者：赵养正吕鸿鹰向玉伟中国兵器工业第203研究所西安710065

为了预估具有瓦片翼的旋转子弹气动特性,文中采用求解准定常流场的方法,对其进行数值模拟,结果表明:不旋转状态下数值模拟的结果与实验值一致性较好,高阻力、低升力的特点与常规弹箭正好相反,但是法向力特性与常规弹箭一致;旋转状态下... 详细信息

为了预估具有瓦片翼的旋转子弹气动特性,文中采用求解准定常流场的方法,对其进行数值模拟,结果表明:不旋转状态下数值模拟的结果与实验值一致性较好,高阻力、低升力的特点与常规弹箭正好相反,但是法向力特性与常规弹箭一致;旋转状态下低转速时法向力和静态参数类似,但高转速时法向力出现了反号,转速对俯仰力矩的影响也不同;提出旋转状态的气动参数m_z^(C_N)不能判定静稳定性,并采用火箭外弹道学对导弹稳定性的判定准则对旋转子弹动稳定性进行了分析。

关键词：瓦片翼高阻力旋转子弹数值模拟

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CG-01风洞直接阻尼导数试验技术

弹箭与制导学报 2008年第6期28卷 193-196页

作者：陶福兴赵养正程玉庆方养田刘高计中国兵器工业第203研究所西安710065

为确定飞机和导弹设计与气动分析时最常用的直接阻尼导数,CG-01风洞试验室建立了强迫振动法测量直接阻尼导数的试验技术。文中描述了强迫振动法的试验原理和数据处理方法,介绍了CG-01风洞设备和数据采集系统,给出了飞机SDM模型的试验结... 详细信息

为确定飞机和导弹设计与气动分析时最常用的直接阻尼导数,CG-01风洞试验室建立了强迫振动法测量直接阻尼导数的试验技术。文中描述了强迫振动法的试验原理和数据处理方法,介绍了CG-01风洞设备和数据采集系统,给出了飞机SDM模型的试验结果;试验表明CG-01风洞直接阻尼导数试验系统运行稳定可靠,试验结果理想,可满足弹箭兵器和常规飞行器型号研制时的试验需求。

关键词：飞机导弹直接阻尼导数强迫振动 CG—01风洞 SDM模型

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轴流压缩机动静叶不同稠度组合对性能的影响

风机技术 2007年第6期49卷 3-7,27页

作者：赵养正刘前智中国兵器工业第203研究所西北工业大学西安市710065

采用定常流和非定常流计算方法研究了各种动静叶稠度组合对轴流压缩机性能的影响。利用高分辨率格式求解准三维非定常流动的雷诺平均N-S方程,以LU-SGS隐式方法来求定常流场解,而非定常流场计算则采用了双时间步法与LU-SGS隐式解法耦合... 详细信息

采用定常流和非定常流计算方法研究了各种动静叶稠度组合对轴流压缩机性能的影响。利用高分辨率格式求解准三维非定常流动的雷诺平均N-S方程,以LU-SGS隐式方法来求定常流场解,而非定常流场计算则采用了双时间步法与LU-SGS隐式解法耦合的方法。

关键词：轴流式压缩机稠度非定常流动非设计工况数值模拟