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前缘角冰几何参数对翼型失速特性的影响分析研究

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西北工业大学学报 2023年第1期41卷 39-46页

作者：赵宾宾黎先平李杰张恒西北工业大学航空学院陕西西安710072 中国商飞上海飞机设计研究院上海201210

前缘角冰不规则凸起特征和几何随机性显著,分离流场特征复杂,导致翼型失速特性发生本质变化的致因机理和关键因素仍未完全明确。针对大型客机适航审定实际需求,基于典型翼型及结冰环境,构造了一族具备不同形貌特征、几何参数彼此关联的... 详细信息

前缘角冰不规则凸起特征和几何随机性显著,分离流场特征复杂,导致翼型失速特性发生本质变化的致因机理和关键因素仍未完全明确。针对大型客机适航审定实际需求,基于典型翼型及结冰环境,构造了一族具备不同形貌特征、几何参数彼此关联的角冰冰形。结合数值模拟方法系统分析了翼型失速特性及分离流场特征对冰形高度及角度变化的参数敏感性,归纳了冰形参数改变导致失速过程分离泡发展规律发生变化的本质影响机理,为大型客机的结冰适航取证验证工作提供了更为充分的理论依据。

关键词：前缘角冰翼型冰形参数失速特性

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大型客机增升构型缝翼除冰状态失速特性

航空学报 2023年第1期44卷 60-75页

作者：黄雄曲仕茹张恒陈显调西北工业大学自动化学院西安710072 中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院上海201210 清华大学航天航空学院北京100084

在防/除冰系统工作前提下翼面前缘残余积冰对全机失速特性的影响是评估系统效能是否达标的直接依据。针对中外翼区域重点防护的大型客机增升构型除冰方案,基于数值模拟方法对比分析了缝翼未结冰、未除冰、除冰状态下的失速特性。数值模... 详细信息

在防/除冰系统工作前提下翼面前缘残余积冰对全机失速特性的影响是评估系统效能是否达标的直接依据。针对中外翼区域重点防护的大型客机增升构型除冰方案,基于数值模拟方法对比分析了缝翼未结冰、未除冰、除冰状态下的失速特性。数值模拟结论表明虽然中外翼防/除冰防护区域较同类民机型号有所缩减,但仍能维持内翼始发分离流动形态、保证临界迎角附近的纵向力矩安定性、有效拓展失速边界。当前方案取消当地结冰防护的空气动力学依据是短舱外侧固有的下洗-展向流动综合效应已能充分削弱来流迎角影响,进而抑制局部结冰诱导的流动分离。研究结论可为防护区域设计优化及大型客机结冰适航取证提供理论依据。

关键词：大型客机结冰增升构型前缘缝翼防/除冰失速特性

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基于射流飞控技术的环量控制阶段数值研究

清华大学学报（自然科学版） 2024年第2期64卷 346-357页

作者：王睿雯毕殿方黄旭东清华大学航天航空学院北京100084

环量控制技术通过调节射流喷气量实现翼型气动性能的提升,在Coanda效应作用下,翼型环量会发生改变,且尾缘后流场出现分离。目前环量控制的分离位置与射流位置、射流高度及射流强度的关系尚不明确。该文主要研究了Coanda效应对流场分布... 详细信息

环量控制技术通过调节射流喷气量实现翼型气动性能的提升,在Coanda效应作用下,翼型环量会发生改变,且尾缘后流场出现分离。目前环量控制的分离位置与射流位置、射流高度及射流强度的关系尚不明确。该文主要研究了Coanda效应对流场分布及升阻力特性的影响,并对环量控制的不同控制阶段进行了分析。首先,对NACA0012标准翼型进行尾缘修型,改变尾缘曲率和喷口高度等参数,验证环量控制的有效性;其次,在考虑攻角、动量系数、射流速度3个关键参数的情况下,引入Coanda偏转角,揭示了环量控制的Coanda效应的触发及抑制机理;最后,对NACA0012修型翼型和CC-E0020EJ环量控制翼型提出了分离预测思路。针对环量控制技术中2个控制阶段,通过推阻分解法对升力、阻力进行解构,解释了尾缘后流场分离与再附的超临界现象,提出了分离区域的分析方法。结果表明:Coanda偏转角可以作为动量系数与升力系数的物理判据,翼型下表面的压力损失导致超环量阶段的射流效率降低。

关键词：环量控制 Coanda效应失速特性射流飞行控制气动增升

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前缘下垂结合内吹式襟翼失速特性研究

航空工程进展 2022年第3期13卷 96-107页

作者：何萌张刘赵垒李昌中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所绵阳621000

内吹式襟翼具有高效的增升能力,但失速迎角在较高的吹气动量系数下下降明显,为改善其失速特性,研究内吹式襟翼加装前缘下垂后的失速特性。对前缘下垂结合无缝襟翼的亚声速翼型在环量控制作用下的流场进行数值模拟,研究吹气动量系数对失... 详细信息

内吹式襟翼具有高效的增升能力,但失速迎角在较高的吹气动量系数下下降明显,为改善其失速特性,研究内吹式襟翼加装前缘下垂后的失速特性。对前缘下垂结合无缝襟翼的亚声速翼型在环量控制作用下的流场进行数值模拟,研究吹气动量系数对失速特性的影响规律,前缘刚性偏转、弯度变化和厚度变化对失速特性的改善作用,以及改变襟翼偏角研究前缘下垂的作用效果。结果表明:随着吹气动量系数的增加,失速迎角先迅速下降再略微增加;前缘下垂装置减小了翼型上表面逆压梯度,延缓了翼型边界层动量厚度随迎角增加而增加的趋势,能有效提高失速迎角;通过逐渐改变前缘表面曲率,实现了前缘下垂设计对失速特性改善的最好效果。

关键词：前缘下垂内吹式襟翼失速特性环量控制柯恩达效应

某型电动飞机大迎角失速/尾旋特性及试飞研究

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西北工业大学学报 2021年第3期39卷 650-659页

作者：李亚东张钧尧杨凤田陈永亮沈阳航空航天大学辽宁通用航空研究院辽宁沈阳110136 南京航空航天大学航空宇航学院江苏南京210016

飞机在大迎角飞行时,其表面气流发生严重分离,气动力的线性变化遭到破坏,操纵性和稳定性出现不同程度下降,导致飞机失速或进入尾旋,失速特性与尾旋特性直接影响飞机的安全性。为了分析失速/尾旋特性,以某型大展弦比双座电动飞机为例,在... 详细信息

飞机在大迎角飞行时,其表面气流发生严重分离,气动力的线性变化遭到破坏,操纵性和稳定性出现不同程度下降,导致飞机失速或进入尾旋,失速特性与尾旋特性直接影响飞机的安全性。为了分析失速/尾旋特性,以某型大展弦比双座电动飞机为例,在风洞试验数据基础上建立了全量六自由度非线性大迎角动力学模型,经过数值仿真计算和分析,获取了某型电动飞机在大迎角下的失速/尾旋特性,根据仿真计算的失速/尾旋特性现象,进行飞行试验,验证了数值仿真的可靠性,为以后分析大展弦比系列电动飞机非线性大迎角下的失速/尾旋特性及试验研究提供参考。

关键词：大迎角失速特性尾旋数值仿真风洞实验

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可调缝道构型对翼型气动特性的影响

空气动力学学报 2024年

作者：吕文豪张智昊郝礼书高永卫西北工业大学无人系统技术研究院西北工业大学翼型叶栅空气动力学国家级重点实验室

翼型开缝是一种抑制翼型吸力面流动分离的被动流动控制技术。为了解决翼型开缝时仅能改善失速特性无法保障小迎角气动特性不被破坏的问题，本文以S809翼型作为研究对象，采用CFD方法进行翼型开缝研究，探究不同缝道参数对翼型气动特性... 详细信息

翼型开缝是一种抑制翼型吸力面流动分离的被动流动控制技术。为了解决翼型开缝时仅能改善失速特性无法保障小迎角气动特性不被破坏的问题，本文以S809翼型作为研究对象，采用CFD方法进行翼型开缝研究，探究不同缝道参数对翼型气动特性的影响，实现了翼型失速特性的大幅改善，提出了一种缝道调整方案，最终通过可调缝道兼顾了翼型在小迎角及大迎角时的气动特性。由数值结果分析可知：1）“基础缝道”构型大幅改善翼型的失速特性，其最大升力系数提高70.8%，达到1.81，失速迎角推迟到21°；2）通过平移或旋转等方式实现了曲线缝道的“梯形”化，实现了缝道的微小调整，得到了维持翼型小迎角气动特性几乎不破坏的两种缝道构型；3）利用“基础缝道”和“前翼旋转5°缝道”之间的几何关系，提出了一种可调缝道方案，满足了失速特性大幅改善前提下小迎角气动特性不破坏的需求。本文所采用的可调缝道研究思路和缝道方案可为翼型开缝技术的工程化应用提供一种参考。

关键词：可调缝道翼型开缝失速特性数值模拟流动控制

提高k-ω SST模型对翼型失速特性的模拟能力

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北京航空航天大学学报 2013年第8期39卷 1127-1132页

作者：文晓庆柳阳威方乐陆利蓬北京航空航天大学航空发动机气动热力重点实验室北京100191

采用CFD软件fluent,k-ωSST模型对S825翼型进行了二维数值模拟.针对k-ωSST模型对翼型分离失速特性模拟不准的情况,对分离区域内湍流的强非平衡输运特性进行了分析.研究表明:原始模型由于不能准确模拟分离区内湍流的强非平衡输运特性,... 详细信息

采用CFD软件fluent,k-ωSST模型对S825翼型进行了二维数值模拟.针对k-ωSST模型对翼型分离失速特性模拟不准的情况,对分离区域内湍流的强非平衡输运特性进行了分析.研究表明:原始模型由于不能准确模拟分离区内湍流的强非平衡输运特性,导致其对翼型失速特性模拟失效;提出了通过修正模型系数a1及β*∞,提高k-ωSST模型预测非平衡湍流输运特性的方法,从而提高对翼型失速特性的模拟精度.

关键词： S825翼型 k-ωSST模型失速特性湍流输运特性

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轴向间距对压气机失速特性的影响

工程热物理学报 2005年第2期26卷 246-248页

作者：李传鹏胡骏王英锋张燎原南京航空航天大学能源与动力学院江苏南京210016

采取在静子叶片表面埋入微型压力传感器的方法,对叶尖、叶中和叶根三个截面上的动态压力进行测量,实验研究了六个轴向间距下压气机的旋转失速特性。实验结果表明:轴向间距对压气机失速点的流量系数影响很大,转静子轴向间距减少,压气机... 详细信息

采取在静子叶片表面埋入微型压力传感器的方法,对叶尖、叶中和叶根三个截面上的动态压力进行测量,实验研究了六个轴向间距下压气机的旋转失速特性。实验结果表明:轴向间距对压气机失速点的流量系数影响很大,转静子轴向间距减少,压气机失速推迟;压气机刚进入旋转失速的模态与轴向间距有关,轴向间距较大时,压气机首先进入多团全叶高旋转失速,当轴向间距为21％CR时,压气机直接进入单团全叶高旋转失速;轴向间距不同,近失速点的压力扰动也存在差别。

关键词：轴向间距失速模态失速特性

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重载机车轴流冷却风机流场及失速特性的研究

东北大学学报（自然科学版） 2015年第2期36卷 227-231页

作者：李一明张路宁郭小亮李宝宽东北大学材料与冶金学院辽宁沈阳110819 沈阳理工大学材料科学与工程学院辽宁沈阳110159 沈阳鼓风机通风设备有限责任公司辽宁沈阳110021

针对重载机车轴流冷却风机运行条件多变、容易发生失速的现象,建立了一种三维数学模型来研究轴流通风机的气动性能,预测失速点.基于RNG k-ε湍流模型,在旋转坐标系下采用SIMPLE算法求解压力速度耦合方程.计算了不同工况下风机的性能参数... 详细信息

针对重载机车轴流冷却风机运行条件多变、容易发生失速的现象,建立了一种三维数学模型来研究轴流通风机的气动性能,预测失速点.基于RNG k-ε湍流模型,在旋转坐标系下采用SIMPLE算法求解压力速度耦合方程.计算了不同工况下风机的性能参数,绘制特性曲线,分析了内部流动规律和失速特性.结果表明:风机特性曲线存在不稳定工况区,在小流量范围存在一个拐点;失速工况下叶轮处静压最小值远高于工作点,并且叶片静压梯度下降明显;风机失速时流线弯曲严重,尾部漩涡区延长;可以预测失速点在流量系数为0.201处.

关键词：轴流通风机流场失速点失速特性数值模拟