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圆柱形肋支撑的薄翼在沉浮和挥拍运动中的空气动力响应

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Acta Mechanica Sinica 2023年第9期39卷 52-65页

作者：朱博闻余永亮 Laboratory for Biomechanics of Animal Locomotion University of Chinese Academy of SciencesBeijing 100049China

本文提出了一种展向支撑肋的简化薄翼模型,用以研究蝙蝠膜翼中前肢和手指对空气动力学的影响.通过对肋增强的三维薄翼做沉浮运动和挥拍运动的数值研究,发现沉浮运动和挥拍运动产生的气动特性相似,展向安置的圆柱形肋只影响模型翼的弦向... 详细信息

本文提出了一种展向支撑肋的简化薄翼模型,用以研究蝙蝠膜翼中前肢和手指对空气动力学的影响.通过对肋增强的三维薄翼做沉浮运动和挥拍运动的数值研究,发现沉浮运动和挥拍运动产生的气动特性相似,展向安置的圆柱形肋只影响模型翼的弦向力,几乎不改变法向力.当前缘肋支撑的薄翼做中等或大幅度运动时,由于肋迎风面的大面积低压区域导致了推力的增加。当肋远离前缘放置时,影响迅速减小。在研究不同的来流条件后,发现当雷诺数大于1000时,展向肋对薄翼推力系数的增强与雷诺数无关。本研究将有助于仿生扑翼飞行器的薄翼的加强肋设计.

关键词：薄翼推力系数加强肋圆柱形空气动力学法向力迎风面雷诺数

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大振幅下薄翼和流线型箱梁的气动迟滞研究

实验流体力学 2013年第1期27卷 32-37,45页

作者：王骑廖海黎李明水马存明西南交通大学风工程试验研究中心成都610031

回顾了机翼和箱梁的气动迟滞效应研究现状,介绍了大振幅下获取薄翼和流线型箱梁自激气动力的风洞试验。研究结果表明:薄翼在超过失速角的振幅条件下,升力并没有出现明显的失速现象,但气动力的高阶谐波分量显著增加;大振幅条件下,流线型... 详细信息

回顾了机翼和箱梁的气动迟滞效应研究现状,介绍了大振幅下获取薄翼和流线型箱梁自激气动力的风洞试验。研究结果表明:薄翼在超过失速角的振幅条件下,升力并没有出现明显的失速现象,但气动力的高阶谐波分量显著增加;大振幅条件下,流线型箱梁的气动力高阶谐波分量也比较显著,并以第2和第3阶谐波分量为主。此外,在大振幅条件下,流线型箱梁的气动力矩迟滞曲线可出现"8字环",即气动力在一个振动周期内既做了正功也做了负功;其中,迟滞曲线"8字环"的气动正功部分随着振幅和折算风速的增大而增加。该现象可导致桥梁也出现类似于失速机翼的极限环震荡。最后,基于不同振幅下流线型箱梁的力矩迟滞曲线,简要讨论了大跨度桥梁在颤振后状态可能出现的振动形式和气动稳定性。

关键词：薄翼流线型箱梁气动迟滞大振幅 “8字环”

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过失速薄翼增升流动控制方法

空气动力学学报 2017年第6期35卷 792-796页

作者：吴继飞王志金 GURSUL Ismet 空气动力学国家重点实验室四川绵阳621000 中国空气动力研究与发展中心四川绵阳621000 巴斯大学机械工程系航空航天工程研究中心

在低速风洞中对薄翼升力特性进行了试验研究。采用吸气装置在翼型上表面进行流动控制,利用外式天平测量翼型气动力,利用PIV测试设备获取翼型表面流场。试验来流速度为5m/s,雷诺数6.7×104。研究结果表明:过失速条件下,合适的吸气控制可... 详细信息

在低速风洞中对薄翼升力特性进行了试验研究。采用吸气装置在翼型上表面进行流动控制,利用外式天平测量翼型气动力,利用PIV测试设备获取翼型表面流场。试验来流速度为5m/s,雷诺数6.7×104。研究结果表明:过失速条件下,合适的吸气控制可以使翼型失速迎角延迟近7°,最大升力系数可增大近一倍;在翼型前缘进行吸气流动控制时,较小吸气流量即可延缓翼型失速,但当吸气流量达到一定值时后,随吸气流量增大翼型升力基本保持不变;流动控制参数存在优化空间,当吸气相对位置位于x/c=0.4附近时,吸气流量小于3%即可产生较大的升力增量。

关键词：薄翼流动控制吸气失速增升

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薄翼近界面变距离非定常运动的流体动力特性

华中工学院学报 1980年第2期 138-144页

作者：庄业高

本文研究以等速运动但距界面(固壁或自由面)的距离随时间变化的有限翼展薄翼的流体动力特性。在线性理论范围内此问题可化成Fredholm第一类奇异积分方程。同时推广了Woodward方法,求其数值解。计算结果表明,运动的非定常性对升力面的流... 详细信息

本文研究以等速运动但距界面(固壁或自由面)的距离随时间变化的有限翼展薄翼的流体动力特性。在线性理论范围内此问题可化成Fredholm第一类奇异积分方程。同时推广了Woodward方法,求其数值解。计算结果表明,运动的非定常性对升力面的流体动力特性具有显著的影响,工程应用中对此需要加以考虑。

关键词：薄翼升力面薄型机翼机翼非定常运动流体动力特性

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跨音速绕流时薄翼后方扰动速度场的计算

南京航空航天大学学报 1977年 1-9页

作者：杨岞生

本文从跨音速非线性小扰动位流方程出发,导得在M~翼后方的扰动速度场(侧洗场,下洗场)的计算公式,并建立了它与满足线性小扰动位流方程的基元旋涡的涡系所诱导速度场之间的关系,从而统一了亚跨音速绕流时机翼后方... 详细信息

本文从跨音速非线性小扰动位流方程出发,导得在M~翼后方的扰动速度场(侧洗场,下洗场)的计算公式,并建立了它与满足线性小扰动位流方程的基元旋涡的涡系所诱导速度场之间的关系,从而统一了亚跨音速绕流时机翼后方扰动速度场的计算方法。

关键词：薄翼音速薄型机翼机翼跨音速流跨音速气流可压缩流马蹄涡系速度场绕流

某无人机薄翼—挂架—外挂低速空气动力干扰数值计算

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南京航空航天大学学报 1980年第4期 37-53页

作者：陈劲松

本文用奇点分布法,计算了某无人机的薄翼—挂架—外挂的气动力干扰。给出了机翼—挂架组合体的速度场,环量分布和外挂表面的压强分布。本文的例题的数值结果与文[4]和[6]的实验数据和理论值符合得很好。

关键词：薄翼环量分布空气动力干扰薄型机翼机翼气动力干扰挂架外挂物无人机机翼前缘数值计算低速

三维薄翼非对称绕流的跨音速积分方程及其有限元解法

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空气动力学学报 1982年第4期 57-65页

作者：束昉杨岞生南京迮筑工程学院南京航空学院

与有限差分法相比,积分方程的有限元解法具有计算工作量小,对计算机容量要求低而又能达到一定的计算精度等优点,但国外的研究尚限于二维翼型。最近,文[4]发展了积分方程的有限元解法并成功地应用于求解三维薄翼跨音速对称绕流问题。在... 详细信息

与有限差分法相比,积分方程的有限元解法具有计算工作量小,对计算机容量要求低而又能达到一定的计算精度等优点,但国外的研究尚限于二维翼型。最近,文[4]发展了积分方程的有限元解法并成功地应用于求解三维薄翼跨音速对称绕流问题。在此基础上,本文进一步发展该方法并用于求解三维薄翼跨音速有升力的非对称绕流问题。

关键词：有限元解法积分方程薄翼薄型机翼机翼跨音速非对称绕流

亚音速薄翼圆柱机身和薄翼翼刀组合体的气动力分析和数值计算—涡格镜像法—

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南京航空航天大学学报 1981年第4期 55-74页

作者：陈劲松

本文用涡格镜像法分析薄翼圆柱机身和薄翼翼刀组合体的气动力特性。机翼和翼刀被分成许多涡格,机身表面分成许多板块。每一涡格上置一条马蹄涡,每一板块上置一点源(汇)。圆机身内有机翼翼刀涡系对圆的镜象涡系,轴线上置二维偶极子。计... 详细信息

本文用涡格镜像法分析薄翼圆柱机身和薄翼翼刀组合体的气动力特性。机翼和翼刀被分成许多涡格,机身表面分成许多板块。每一涡格上置一条马蹄涡,每一板块上置一点源(汇)。圆机身内有机翼翼刀涡系对圆的镜象涡系,轴线上置二维偶极子。计算出这些奇点在各个涡格和板块的控制点上的诱导速度。根据合速必须与每一个控制点的物面相切的边界条件,建立联系这些未知的奇点强度与法向分速大小的线性代数方程组。用迭代法解出奇点强度分布。一旦这些强度求出之后,就可算出给定点的压强分布或载荷分布和其他气动力特性。本文的计算方法已编成ALGOL—60语言源程序,可以在X—2机这样小型的机器上作数值计算。数值结果与文[1]等的计算值和实验数据都符合得很好。

关键词：薄翼薄型机翼机翼组合体机身诱导速度流动速度马蹄涡系翼刀导流片气动力外力镜像法亚音速数值计算

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三维薄翼跨音速积分方程及其有限元解法

南京航空航天大学学报 1981年第2期 1-16页

作者：杨岞生

本文将Nixon[1,2,3]对二维薄翼型所建立的跨音速积分方程推广到三维薄机翼情况。为了处理超临界流和有冲波情况,我们在方程中引入人工粘性项,以消除解中可能出现的不连续性。通过合理的近似处理,使积分方程的自变量仅依赖于机翼所在平... 详细信息

本文将Nixon[1,2,3]对二维薄翼型所建立的跨音速积分方程推广到三维薄机翼情况。为了处理超临界流和有冲波情况,我们在方程中引入人工粘性项,以消除解中可能出现的不连续性。通过合理的近似处理,使积分方程的自变量仅依赖于机翼所在平面的两个座标,这就使我们在利用有限无法进行数值解时,只需在机翼平面上划分元素,避免了在流场空间中划分元素的传统作法,从而大大降低了对计算容量的要求和计算工作量,使跨音速三维机翼的气动力计算有可能在较小的计算机(例如709机)上完成。作为第一步,本文先研究对称绕流情况,它是跨音速非定常气动力计算的基础,而且对跨音速机翼设计也具有重要意义。对钝前缘薄机翼,为了避免前缘奇性所引起的在前缘附近进行数值积分的困难,我们利用有限元素法的固有优点,在前缘区嵌入局部跨音速解析解,使在元素不细分情况下仍能得到较精确的数值解。

关键词：薄翼薄型机翼机翼跨音速积分方程有限元解法