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基于时程卷积自编码的机翼绕流特征识别方法

航空学报 2022年第11期43卷 435-443页

作者：战庆亮白春锦张宁葛耀君大连海事大学交通运输工程学院大连116026 同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

机翼周围的流动状态直接影响其受力特性,流动特征的识别与分析对保证机翼的气动力研究尤为关键。基于空间流场参数的流动特征识别结果受主观阈值影响大;基于流场快照数据的流动特征分析难以完整表征流场的时变特征,且大范围的流场快照... 详细信息

机翼周围的流动状态直接影响其受力特性,流动特征的识别与分析对保证机翼的气动力研究尤为关键。基于空间流场参数的流动特征识别结果受主观阈值影响大;基于流场快照数据的流动特征分析难以完整表征流场的时变特征,且大范围的流场快照获取难度大,因而其实用性受限。本文基于流场时程数据的低维表征模型提出了无监督自动编码的流场时程特征识别方法。采用深度学习技术充分挖掘时程信号中的隐含的流动特征,建立流场时程数据的低维表征模型;进一步对低维的表征编码进行分析,将包含不同时序特征的测点样本进行特征聚类,实现了基于空间点时程数据的流场特征提取与识别。通过对NACA0012翼型的流场进行特征提取与分析验证了所得流动特征低维表征的准确性,实现了基于流场时程数据的流动分离区自动识别。本文可为相关流场特征提取、特征分析和特征表征等问题的研究提供新的方法与参考。

关键词：流场时程卷积自编码深度学习特征提取机翼绕流

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机翼绕流的三维数值模拟

机翼绕流的三维数值模拟

作者：吴建军河海大学

学位级别：硕士

湍流流动现象广泛存在于自然界、工业、日常生活中的各个领域。尽管对于湍流流动的数值研究已经有很长的历史，但是由于湍流问题的非稳态、带旋转、三维等复杂特性，目前，还没有找到一个能够适合各种湍流流动的湍流模型。因此寻找适合... 详细信息

湍流流动现象广泛存在于自然界、工业、日常生活中的各个领域。尽管对于湍流流动的数值研究已经有很长的历史，但是由于湍流问题的非稳态、带旋转、三维等复杂特性，目前，还没有找到一个能够适合各种湍流流动的湍流模型。因此寻找适合某一特定流动的湍流模型，并对其流动特性做数值模拟，不仅具有一定的理论价值，而且也有实际意义。本文用有限元法方法离散N-S方程，非结构化分法划分网格，选用了三种湍流模型，即：标准的κ-ε模型、低雷诺数κ-ε模型和普朗特混合长度理论对机翼绕流的三维湍流问题进行了数值模拟，模拟出了机翼绕流的边界层分离流动。通过与实验数据在涡型、速度场、压强场、压强系数等方面的比较，得出：普朗特混合长度理论能够比较准确的模拟出机翼绕流问题的流动特性;低雷诺数κ-ε模型在研究此类有所欠缺;标准的κ-ε模型则不适合。在普朗特混合长度理论得到比较准确结果有基础上，运用该模型对不同攻角下的机翼绕流问题进行了数值模拟，得到了不同攻角下机翼绕流的流动特性，并分析得支随攻角变大，机翼尾部的分离涡现象越来越明显的规律。

关键词：数值模拟湍流模型机翼绕流有限元方法

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可压缩机翼绕流的数值模拟及其稳定性分析

浙江理工大学学报（自然科学版） 2015年第5期33卷 675-681页

作者：贲安庆窦华书浙江理工大学机械与自动控制学院杭州310018

运用数值模拟的方法分别模拟了马赫数为0.5、攻角为3和8的可压缩的机翼绕流流动,同时研究了马赫数为0.75、攻角为1.5,5和8的具有激波的可压缩流动机翼绕流,模拟结果与实验数据符合良好。采用能量梯度方法分析了流体流动的稳定性,研究发... 详细信息

运用数值模拟的方法分别模拟了马赫数为0.5、攻角为3和8的可压缩的机翼绕流流动,同时研究了马赫数为0.75、攻角为1.5,5和8的具有激波的可压缩流动机翼绕流,模拟结果与实验数据符合良好。采用能量梯度方法分析了流体流动的稳定性,研究发现:Spalart-Allmaras湍流模型能够准确反映出可压缩机翼绕流流动的流场特性;对于未产生激波的可压缩机翼绕流,背风的一侧首先发生失稳,且在机翼前端的上缘首先发生失稳;对于具有激波的机翼绕流,激波处的能量梯度最大,首先发生失稳。

关键词：可压缩数值模拟机翼绕流能量梯度法稳定性

机翼跨声速非定常绕流I_A型反命题变域变分有限元解

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计算物理 2000年第5期17卷 518-524页

作者：郭加宏刘高联上海大学上海市应用数学和力学研究所上海200072

以文 [1]提出的二维振荡机翼含激波跨声速非定常绕流IA 型反命题变分原理为基础 ,构建求解IA 型反命题的有限元解法。构造了三维时空可变节点有限元来捕获自由尾涡面和翼面几何形状 ,跨声速流中的激波用人工密度法捕获。在远场边界上采... 详细信息

以文 [1]提出的二维振荡机翼含激波跨声速非定常绕流IA 型反命题变分原理为基础 ,构建求解IA 型反命题的有限元解法。构造了三维时空可变节点有限元来捕获自由尾涡面和翼面几何形状 ,跨声速流中的激波用人工密度法捕获。在远场边界上采用简化的无反射边界条件 ,新型非定常Kutta条件被用于处理尾缘条件。用该方法 ,根据翼型跨声速非定常绕流翼面压力分布求解IA 型反命题 ,得到了NACA6 4A0 10翼型的几何形状 ,计算结果令人满意。

关键词：机翼绕流跨声速非定常流反命题变分有限元

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机翼表面脉动压力的空间和频域特性数值研究

北京理工大学学报 2022年第8期42卷 834-841页

作者：雷娟棉郭牧天赵小见张华北京理工大学宇航学院北京100081

机翼表面脉动压力是大型客机近场噪声的主要来源之一,对其空间和频域分布特性开展研究有重要意义.采用大涡模拟方法对弦长1 m、后掠角45°的无限翼展NLF(2)-0415机翼的绕流场在Re_(C)=2.42×10^(6)的条件下开展了数值研究,分析了不同湍... 详细信息

机翼表面脉动压力是大型客机近场噪声的主要来源之一,对其空间和频域分布特性开展研究有重要意义.采用大涡模拟方法对弦长1 m、后掠角45°的无限翼展NLF(2)-0415机翼的绕流场在Re_(C)=2.42×10^(6)的条件下开展了数值研究,分析了不同湍流来流条件及不同流动状态对机翼上表面时均流场及脉动压力声压级和功率谱的影响.计算结果表明:在本文条件下,机翼上表面脉动压力在转捩位置处有明显突增,湍流区声压级比层流区高出约20~30 dB;来流湍流强度对壁面脉动压力的影响主要集中在层流区,湍流区的壁面脉动压力对来流湍流强度变化反应不敏感;层流区脉动压力功率谱整体较低,且随频率的增加衰减较快,而湍流区脉动压力功率谱相比层流区在全频段均提升了约2~3个数量级,且谱级在低频段随频率的变化较小,在高频段则随频率增加以一定斜率下降.

关键词：壁面脉动压力大涡模拟机翼绕流频谱特性湍流边界层

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二维机翼非定常气动力学反命题的变分理论

空气动力学学报 1996年第1期14卷 1-6页

作者：刘高联上海市应用数学和力学研究所

非定常流动的反命题迄今在世界文献中尚属空白。本文首次对它进行探讨，就二维振荡机翼的非定常气动力学反命题的适当提法及其数学模型作了较深入的研究，利用变城变分工具成功地建立了相应的变分原理及广义变分原理。

关键词：机翼绕流非定常流动反命题变分原理

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大攻角翼型绕流的流场测试及数值计算

中国造船 2000年第2期41卷 22-27页

作者：张军赵峰周连第徐洁洪方文中国船舶科学研究中心

本文采用 PIV技术中的流态显示方法 ,对大攻角翼型绕流的流场进行多次曝光流态显示试验 ,获得了丰富的流动信息。本文同时应用 CFD技术 ,进行了相应的数值计算研究。结果表明 ,试验与计算获得非常好的一致。

关键词：流态显示 PIV 机翼绕流数值计算 CFD

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大迎角振动三角翼跨声速粘性绕流数值分析

空气动力学学报 1998年第4期16卷 447-453页

作者：杨国伟庄礼贤李凤蔚中国科技大学西北工业大学

本文通过数值求解三维可压缩雷诺平均ＮＳ方程，研究分析了振动三角翼的三维复杂非定常流场，其中对流项计算格式的空间离散在平行于物面方向与物面法线方向的空间导数分别采用二阶ＮＮＤ格式和由ＮＮＤ格式高阶插值而得到的三阶迎风格... 详细信息

本文通过数值求解三维可压缩雷诺平均ＮＳ方程，研究分析了振动三角翼的三维复杂非定常流场，其中对流项计算格式的空间离散在平行于物面方向与物面法线方向的空间导数分别采用二阶ＮＮＤ格式和由ＮＮＤ格式高阶插值而得到的三阶迎风格式，时间推进为隐式ＬＵ分解方法。

关键词：三角翼跨声速非定常 N-S方程机翼绕流数值

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用切比雪夫多项式对实验数据的曲线拟合

气动研究与实验 1996年第2期13卷 48-57页

作者：李光正武汉华中理工大学力学系

本文研究利用切比雪夫多项式对实验数据的曲线拟合。插值点的选择利用了代数插值余项的小化原理。利用切比雪夫多项式的性质，导出多项式系数的计算公式，它具有简洁特点，同时也易于计算机的实现。本文选择了两个算例，其一是二元机翼... 详细信息

本文研究利用切比雪夫多项式对实验数据的曲线拟合。插值点的选择利用了代数插值余项的小化原理。利用切比雪夫多项式的性质，导出多项式系数的计算公式，它具有简洁特点，同时也易于计算机的实现。本文选择了两个算例，其一是二元机翼绕流，其二是圆柱绕流型阻。对这两个算例分别对表面压力分布及圆柱尾流区相对速度分布进行曲线拟合。在此基础上，对切比雪夫多项式拟合方法进行了讨论。

关键词：切比雪夫多项式曲线拟合实验数据最佳一致逼近机翼绕流型阻圆柱