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浙江大学学报（工学版） 2022年第7期56卷 1457-1463页

作者：赵永胜李瑞祥牛娜娜赵志勇北京工业大学先进制造与智能技术研究所北京100020 北京工业大学先进制造技术北京市重点实验室北京100020 北京工业大学机械工业重型机床数字化设计与测试技术重点实验室北京100020

针对人工调整机身筒段形状过程中存在的精度低、效率低以及局部过大应力的问题,提出基于数字孪生驱动的机身形状控制方法,搭建融合形状控制策略优化算法和虚拟调试技术的数字孪生系统.在实时数据的驱动下,实现机身形状控制系统物理空间... 详细信息

针对人工调整机身筒段形状过程中存在的精度低、效率低以及局部过大应力的问题,提出基于数字孪生驱动的机身形状控制方法,搭建融合形状控制策略优化算法和虚拟调试技术的数字孪生系统.在实时数据的驱动下,实现机身形状控制系统物理空间与虚拟空间的数据交互、动态映射.研究结合遗传算法和深度学习的形状控制策略优化问题,通过ANSYS批处理多载荷步的方法,验证形状控制策略的可用性,在保持机身筒段应力均衡的状态下调整机身形状.实验结果表明,利用构建的数字孪生系统和形状控制策略,可以有效地将筒段形状控制精度提高25.8%,将筒段形状控制效率提高414.3%,将局部最大应力减小42.5%.

关键词：数字孪生机身形状遗传算法深度学习策略优化

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机身形状对共轴尾推螺旋桨气动干扰影响研究

气动研究与试验

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气动研究与试验 2023年第6期1卷 41-50页

作者：车海峰叶靓邱福生杜一鸣曹德松沈阳航空航天大学航空宇航学院辽宁沈阳110136 惠阳航空螺旋桨有限责任公司河北保定071051

新型直升机共轴尾推构型极大地提高了直升机的飞行速度,因此本文在非结构嵌套网格系统下求解非定常雷诺平均Navier-Stokes方程,对机身/共轴对转尾推螺旋桨高速前飞状态下的干扰流场进行了数值模拟,分析了轴向、侧向来流时机身和螺旋桨... 详细信息

新型直升机共轴尾推构型极大地提高了直升机的飞行速度,因此本文在非结构嵌套网格系统下求解非定常雷诺平均Navier-Stokes方程,对机身/共轴对转尾推螺旋桨高速前飞状态下的干扰流场进行了数值模拟,分析了轴向、侧向来流时机身和螺旋桨的绕流场流动和气动力变化特征,着重讨论了机身形状(特别是尾部形状)对螺旋桨的气动干扰影响。研究表明,当来流为轴向时,机身的存在降低了其后体附近空间区域的流动速度,使得螺旋桨桨盘平面的入流速度减小,螺旋桨的拉力、功率和效率都有一定程度的提升(分别约提升了8%、5%和3%);当来流分别为轴向迎角和侧向迎角时,机身平尾和垂尾分别会对螺旋桨的气动力产生重要影响,造成螺旋桨推进效率的下降。本文为后续进行高速直升机复合式构型的气动研究提供了一定的理论支持。

关键词：共轴对转螺旋桨尾部螺旋桨机身形状气动特性数值模拟

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共轴对转螺旋桨的参数优化和气动干扰研究

共轴对转螺旋桨的参数优化和气动干扰研究

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作者：车海峰沈阳航空航天大学

学位级别：硕士

随着高速直升机技术的发展,通过传统直升机构型与现代前沿技术相结合,突破了传统构型的制约,极大地提高了直升机的飞行速度,其中提出的复合式构型为主要的代表性成果,而将共轴对转螺旋桨作为尾部推进装置与直升机相结合成为是近年内研... 详细信息

随着高速直升机技术的发展,通过传统直升机构型与现代前沿技术相结合,突破了传统构型的制约,极大地提高了直升机的飞行速度,其中提出的复合式构型为主要的代表性成果,而将共轴对转螺旋桨作为尾部推进装置与直升机相结合成为是近年内研究的热点方向。本文基于高速直升机平飞时的飞行特性以及共轴对转螺旋桨工作时的气动环境进行研究。选择螺旋桨翼型优化的约束条件以及对应的目标函数。直升机高速平飞时,共轴对转螺旋桨的桨叶处于跨音速状态,由于高速的来流影响,桨叶周围将会出现激波,会干扰螺旋桨桨叶的正常运行,进而对共轴对转螺旋桨的气动性能产生影响。基于代理模型优化方法对桨叶翼型进行优化,在跨音速流场对翼型进行优化,优化后的翼型明显的消除了激波且降低了大约28%的阻力,通过优化后的翼型结合Betz理论生成了适合高速平飞状态下的螺旋桨桨叶。在非结构嵌套网格系统下求解非定常雷诺平均Navier-Stokes方程,结合优化后设计的螺旋桨桨叶对机身/共轴对转尾推螺旋桨高速前飞状态下的干扰流场进行了数值模拟。分析了轴向、径向及侧向来流时机身和螺旋桨的绕流场流动和气动力变化特征,着重讨论了机身形状(特别是尾部形状)对共轴对转螺旋桨的气动干扰影响。研究表明:来流为轴向时,机身存在降低了其后体附近空间区域的流动速度,使得螺旋桨桨盘平面的入流速度减小,螺旋桨拉力、功率和效率都有一定程度的提升(分别约提升了8%,5%,3%)。当来流分别为径向和侧向状态时,机身平尾和垂尾分别会对螺旋桨的气动力产生重要影响,造成螺旋桨推进效率的下降。这为后续进行高速直升机复合式构型的气动研究提供了一定的理论支持。

关键词：共轴对转螺旋桨代理模型机身形状气动特性数值模拟

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