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基于响应面的变复杂度气动分析模型

西北工业大学学报 2006年第4期24卷 532-535页

作者：龚春林袁建平谷良贤苟永杰西北工业大学航天学院陕西西安710072

结合变复杂度和响应面近似建模方法,采用CFD和工程估算气动分析方法,构建了基于响应面校准的变复杂度气动分析模型。以冲压发动机导弹为例,采用拉丁超方取样技术,选取6个CFD计算状态,建立了差值和比值校准响应面,并比较校准后的气动性能... 详细信息

结合变复杂度和响应面近似建模方法,采用CFD和工程估算气动分析方法,构建了基于响应面校准的变复杂度气动分析模型。以冲压发动机导弹为例,采用拉丁超方取样技术,选取6个CFD计算状态,建立了差值和比值校准响应面,并比较校准后的气动性能与CFD分析。结果显示,基于差值校准响应面的变复杂度方法具有较好的逼近能力和计算效率,适合于飞行器多学科设计优化过程的气动分析。

关键词：变复杂度响应面气动分析冲压发动机导弹

垂直轴风力机新型变桨控制策略参数组合气动分析

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太阳能学报 2023年第5期44卷 286-293页

作者：张强缪维跑刘青松李春张万福上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

低尖速比下垂直轴风力机攻角一般较大,流动分离现象较严重,可通过变桨调整叶片攻角以减少叶片流动分离提高其气动效率。以H型Darrieus垂直轴风力机为研究对象,基于攻角随相位角变化规律,提出一种俯仰角控制策略,此控制方式特点是在不同... 详细信息

低尖速比下垂直轴风力机攻角一般较大,流动分离现象较严重,可通过变桨调整叶片攻角以减少叶片流动分离提高其气动效率。以H型Darrieus垂直轴风力机为研究对象,基于攻角随相位角变化规律,提出一种俯仰角控制策略,此控制方式特点是在不同相位角时攻角成比例地减小,在大攻角时大幅减小攻角,而在小攻角时变化幅度较小,之后通过数值计算验证其效果。结果表明:所提俯仰角控制策略可显著提升功率系数;相较单一参数控制策略,不同参数组合的控制策略方式虽然在0°~180°(迎风区)与180°~360°(背风区)的风能捕获效率会相互影响,但提升效果也更好。此外,不连续的俯仰角速度将导致扭矩波动,通过采用权函数对俯仰曲线进行拟合可消除该波动。

关键词：垂直轴风力机变桨控制策略参数组合气动分析

长航时氢能源混合动力无人机构型设计与气动分析

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太原理工大学学报 2022年第4期53卷 751-758页

作者：王菡沈永强向纪鑫李志强吴光辉太原理工大学航空航天学院太原030024 太原理工大学机械与运载工程学院太原030024 南京航空航天大学航空学院南京210016

为满足长航时氢能源混合动力无人机的设计要求,联合MATLAB和XFOIL优化方法对HM114翼型进行优化设计;基于最优翼型,设计了直机翼与椭圆翼(HY1)两种气动布局,通过计算流体力学对比分析了两种布局的气动性能。结果表明,优化后翼型升力系数... 详细信息

为满足长航时氢能源混合动力无人机的设计要求,联合MATLAB和XFOIL优化方法对HM114翼型进行优化设计;基于最优翼型,设计了直机翼与椭圆翼(HY1)两种气动布局,通过计算流体力学对比分析了两种布局的气动性能。结果表明,优化后翼型升力系数提高了12.38%,升阻比增加了14.03%;两种布局在迎角α=4°时能实现最大升阻比,失速迎角α=12°,HY1压差较小可以为无人机贡献更多的升力;HY1机翼表面压力界线靠后具有更好的失速性能;两种布局均满足纵向静稳定性,但HY1稳定性更优。研究结果可为氢能源长航时固定翼飞机的气动设计提供参考。

关键词：氢动力固定翼无人机气动分析数值模拟优化

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多管喷气旋转装置气动分析和试验研究

弹箭与制导学报 2014年第4期34卷 143-147页

作者：季溢栋钱建平居仙春雷伟南京理工大学机械工程学院南京210094

为了让悬浮子弹能在空中达到一段滞空悬浮时间,设计了一种多管喷气旋转悬浮装置,并应用理论计算和试验验证相结合的方法对其进行研究。结合流体运动的基本方程及雷诺输运定理,建立了旋转喷气悬浮装置的进出气分析模型,并对试验样机进行... 详细信息

为了让悬浮子弹能在空中达到一段滞空悬浮时间,设计了一种多管喷气旋转悬浮装置,并应用理论计算和试验验证相结合的方法对其进行研究。结合流体运动的基本方程及雷诺输运定理,建立了旋转喷气悬浮装置的进出气分析模型,并对试验样机进行了气动分析和试验研究。通过试验验证,得到了弯管长度、弯管曲率、喷管数量、喷管口部直径及质量流率对悬浮装置驱动性能的影响规律。

关键词：喷气旋转气动分析试验研究驱动性能

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基于流体力学与离散元法的深松铲气动分析

农机化研究 2019年第1期41卷 34-39页

作者：屈通李霞王维新汤明军张思远石河子大学机械电气工程学院新疆石河子832000

针对深松作业目前存在的主要问题是耕作阻力大,导致会增加能耗及降低作业速率,且深松铲的结构参数和深松方式直接影响着深松作业的牵引阻力及作业质量等问题,探究了气动深松铲进气口压强与出气孔数量之间的关系和主要受力部分,以改进深... 详细信息

针对深松作业目前存在的主要问题是耕作阻力大,导致会增加能耗及降低作业速率,且深松铲的结构参数和深松方式直接影响着深松作业的牵引阻力及作业质量等问题,探究了气动深松铲进气口压强与出气孔数量之间的关系和主要受力部分,以改进深松铲设计方案。本研究对气动深松铲的结构及工作原理进行分析,构建了深松铲的气动力学模型,并采用离散元法对气动深松铲的受力进行仿真试验。结果分析表明:气动深松铲的进气口压强与出气口数量呈近似线性正相关关系。研究所得数据对气动深松耕作系统的改进具有重要的意义。

关键词：深松铲土壤气动分析离散元

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小型水平轴风力机翼型气动分析与叶片设计

可再生能源 2017年第4期35卷 535-540页

作者：王晓静贺玲丽汪建文于文艳安琪内蒙古工业大学内蒙古呼和浩特010051 内蒙古工业大学风能太阳能利用技术教育部重点实验室内蒙古呼和浩特010051

利用XFOIL程序模拟了S822翼型与S823翼型在光洁翼面与粗糙翼面下的性能变化,并基于MATLAB程序,采用Wilson方法进行了1 500 W水平轴风力机叶片设计。结果显示,光洁翼面下S822翼型最大升阻比高于S823翼型,粗糙翼面下S823翼型呈现出更好的... 详细信息

利用XFOIL程序模拟了S822翼型与S823翼型在光洁翼面与粗糙翼面下的性能变化,并基于MATLAB程序,采用Wilson方法进行了1 500 W水平轴风力机叶片设计。结果显示,光洁翼面下S822翼型最大升阻比高于S823翼型,粗糙翼面下S823翼型呈现出更好的粗糙度不敏感性;在额定叶尖速比时,S822翼型与S823翼型功率系数均达到最大值,分别为0.451 3与0.463 9;在有效叶尖速比范围内,S823翼型的功率系数C_P、推力系数C_T、扭矩系数C_M均高于S822翼型。因此,考虑到粗糙环境,选取S823翼型进行1 500 W风力机叶片设计的性能更加优良。

关键词：风力机翼型气动分析叶片设计

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倾转翼无人机返航过渡段气动分析与优化

科学技术与工程 2022年第22期22卷 9848-9856页

作者：王禹程何国毅王琦南昌航空大学飞行器工程学院南昌330063

倾转翼无人机是兼有固定翼飞机和直升机优点的一种新型旋翼无人飞行器,但其过渡段的气动特性存在非线性、强耦合的特点。基于动量源方法建立了倾转翼无人机返航过渡段的数值模拟方法,经单独旋翼和Georgia-Tech模型算例验证动量源方法的... 详细信息

倾转翼无人机是兼有固定翼飞机和直升机优点的一种新型旋翼无人飞行器,但其过渡段的气动特性存在非线性、强耦合的特点。基于动量源方法建立了倾转翼无人机返航过渡段的数值模拟方法,经单独旋翼和Georgia-Tech模型算例验证动量源方法的准确性后,结合滑移网格技术模拟倾转翼无人机返航段并进行气动分析,通过调整旋翼转速、倾转角速度,使其定高倾转完成的时间从9.20 s缩短为4.46 s,在此基础上通过MATLAB不同函数拟合曲线编写入动量源,对比得到返航段走廊曲线。计算结果表明利用拟合曲线可以使其更平稳地定高倾转,使倾转翼无人机的返航过渡段受力曲线更加光滑,该方法得到的结果为控制倾转翼无人机返航过渡段的稳定性提供了理论依据。

关键词：倾转翼无人机返航过渡段动量源方法气动分析数值模拟

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风力机叶片气动分析及优化研究

风力机叶片气动分析及优化研究

作者：王龙哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着社会的发展，人类对化石能源这类传统能源的过度使用，造成了能源短缺、环境污染以及生态失衡等一系列问题，能源问题成为了人类急需解决的问题。在这一背景下，风能作为一种清洁的新能源出现在人们的视野中，风能的开发及利用得到... 详细信息

随着社会的发展，人类对化石能源这类传统能源的过度使用，造成了能源短缺、环境污染以及生态失衡等一系列问题，能源问题成为了人类急需解决的问题。在这一背景下，风能作为一种清洁的新能源出现在人们的视野中，风能的开发及利用得到了人们的重视。叶片是风力机极其重要的组成部分，也是风力机产品设计的基础，对整个风力机系统有着很大的影响。本课题开展了以水平轴风力机翼型及叶片的外形、气动性能为研究对象的分析和优化研究。本课题选取三种翼型建立物理模型，采用四边形结构化网格并选取压力远场为边界条件建立二维流场。对三种翼型分别进行了数值模拟，模拟结果与已知数据相符合，证明了翼型数值模拟的可行性，为翼型优化提供了理论数据。以Multi-island遗传算法为优化算法，以CST法为参数化法，以iSIGHT为优化平台，建立了翼型优化流程，设计了翼型参数化组块、网格划分组块、翼型气动分析组块、Multi-island遗传算法优化组块以及CLOSE组块。对不同角度下的翼型、多种翼型进行了翼型优化研究，获取了气动性能优于初始翼型的新翼型。通过对输出功率等参数的分析，完成了叶片气动外形的设计，进行了基于初始翼型生成的叶片与基于优化翼型生成的叶片气动性能的计算与比较工作。在三维流场中对两种叶片进行了模拟仿真，并对两者之间不同进行了分析。本课题在翼型的气动优化以及风力机叶片的气动分析方面具有一定的理论意义，并具有一定的参考价值。

关键词：水平轴风力机气动分析参数化 Multi-island遗传算法优化

同方学位论文库评论

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翼身融合无人机的总体设计与气动分析

翼身融合无人机的总体设计与气动分析

作者：石领先南昌航空大学

学位级别：硕士

无人机技术在世界范围内蓬勃发展。不断涌现出性能各异、技术先进以及用途广泛的无人机。翼身融合无人机布局将传统的机身与机翼结构融合,与传统的桶状机身加机翼布局飞机相比,具有结构重量轻、空气动力效率高、低雷达反射面、经济性好... 详细信息

无人机技术在世界范围内蓬勃发展。不断涌现出性能各异、技术先进以及用途广泛的无人机。翼身融合无人机布局将传统的机身与机翼结构融合,与传统的桶状机身加机翼布局飞机相比,具有结构重量轻、空气动力效率高、低雷达反射面、经济性好以及飞机内部空间利用率高等优点。翼身融合无人机在军用领域和民用领域越来越受到各国的重视。本文设计了一种中小型翼身融合无人机,论证了其总体布局,通过风洞实验对翼身融合无人机模型进行了气动分析。研究的具体内容包括以下几点:1、设计了一种翼身融合无人机。通过Profili软件选用具有明显优势的S3010翼型,确定了机翼的几何形状以及无人机的几何形状,完成了翼身融合无人机的总体设计。并且运用航模材料制作了这种翼身融合无人机的模型实物。2、研究了翼身融合无人机气动分析理论与实验系统。首先研究了风洞工作原理以及风洞试验相似准则,阐述了这十二个相似准则对风洞试验的影响,讨论了不同条件下的主要相似准则。然后研究了低速风洞实验系统,阐述了低速风洞的组成、主要相似参数及试验段气流品质的基本要求,对调速风机控制柜、洞体结构、角度控制系统、测量控制系统和数据采集系统的组成和功能作用进行了研究。3、通过风洞实验,对该翼身融合无人机模型进行了气动分析。首先通过风洞对设计制作的翼身融合无人机模型进行吹风试验,得出了不同迎角、偏航角和风速下的一系列气动参数值,具体包括:不同迎角和风速下的升力系数、阻力系数、极曲线、升阻比、俯仰力矩系数,以及不同偏航角和风速下的升力系数、阻力系数、侧力系数、偏航力矩系数。并把这些气动参数值绘制成曲线图,对试验结果进行了分析。然后通过三层平尾、一层平尾及加涡流器的方式对翼身融合无人机进行局部改变,对改变后的模型同样进行了气动分析。

关键词：翼身融合无人机风洞气动分析