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超临界翼型Gurney襟翼增升技术实验研究

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实验流体力学 2010年第4期24卷 17-20页

作者：张攀峰陈迎春左林玄王晋军北京航空航天大学流体力学研究所北京100191 中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院上海200232

通过在二元翼型风洞中进行测力实验,研究了不同高度Gurney襟翼对超临界翼型气动力和力矩的影响规律。实验结果表明:在亚声速条件下,Gurney襟翼同样可以明显增加翼型的升力系数,使整个升力曲线向上平移,并使翼型低头力矩增加。高度为翼... 详细信息

通过在二元翼型风洞中进行测力实验,研究了不同高度Gurney襟翼对超临界翼型气动力和力矩的影响规律。实验结果表明:在亚声速条件下,Gurney襟翼同样可以明显增加翼型的升力系数,使整个升力曲线向上平移,并使翼型低头力矩增加。高度为翼型弦长0.5%的Gurney襟翼可以带来超临界翼型的最大升阻比。同Gur-ney襟翼对NACA 0012翼型气动特性改变的对比表明,其在超临界翼型上带来的升力系数增量要大于在NACA0012翼型上的效果,但是带来的低头力矩增量较小。

关键词： Gurney襟翼超临界翼型亚声速增升

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超临界翼型低雷诺数流动分析及优化设计

航空学报 2015年第10期36卷 3275-3283页

作者：王科雷周洲许晓平甘文彪西北工业大学航空学院西安710072

以高空长航时无人机(UAV)翼型研究为背景,对超临界RAE2822翼型在高空高亚声速下的低雷诺数气动特性进行了数值模拟及优化设计研究。采用求解雷诺平均N-S方程的有限体积法,对典型低雷诺数下RAE2822翼型绕流进行数值模拟,验证了SSTk-ω湍... 详细信息

以高空长航时无人机(UAV)翼型研究为背景,对超临界RAE2822翼型在高空高亚声速下的低雷诺数气动特性进行了数值模拟及优化设计研究。采用求解雷诺平均N-S方程的有限体积法,对典型低雷诺数下RAE2822翼型绕流进行数值模拟,验证了SSTk-ω湍流模型的可靠性和准确性;基于不同高度不同雷诺数下RAE2822翼型的计算气动力对比分析,研究了高度增大所带来的低雷诺数效应;通过对低雷诺数下超临界翼型表面流场结构及流动机理的详细分析,提出了一种弱化激波的翼型设计思想,并通过优化算例验证了该思想的可行性。

关键词：高空长航时无人机超临界翼型低雷诺数流场结构流动机理优化设计

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超临界翼型吸气层流减阻控制数值研究

航空动力学报 2010年第11期25卷 2443-2449页

作者：何雨薇刘沛清段会申王文虎北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191

使用Fluent求解器,分别对超临界翼型上翼面全吸气及部分区域吸气时进行了层流减阻数值研究,探究了不同吸气系数及雷诺数对翼型转捩位置和阻力的影响规律.结果表明：①对上翼面全弦长范围进行吸气控制,能有效地推后转捩位置.当吸气系数... 详细信息

使用Fluent求解器,分别对超临界翼型上翼面全吸气及部分区域吸气时进行了层流减阻数值研究,探究了不同吸气系数及雷诺数对翼型转捩位置和阻力的影响规律.结果表明：①对上翼面全弦长范围进行吸气控制,能有效地推后转捩位置.当吸气系数超过某一值时,能够使上翼面达到全层流状态,从而减小翼型阻力;②只对上翼面15%65%弦长区域内进行吸气控制,当吸气系数达到一定值时,可达到与全吸气时几乎相同的减阻效果;③其他飞行条件相同时,在较小雷诺数下,减阻效果较好.

关键词：超临界翼型吸气技术层流控制全吸气数值模拟减阻控制

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超临界翼型跨音速特性实验研究

实验力学 2013年第5期28卷 601-606页

作者：郝礼书高超张正科白俊强孙智伟西北工业大学翼型、叶栅空气动力学国家重点实验室陕西西安710072

针对新设计的超临界翼型,采用风洞实验方法验证和评估了其气动特性。在增压连续式跨音速风洞(NF-6风洞)开展了超临界翼型跨音速特性的实验研究,验证了该翼型设计的压力分布曲线特点。激波位置和波后压力平台区长度表明设计结果和实验结... 详细信息

针对新设计的超临界翼型,采用风洞实验方法验证和评估了其气动特性。在增压连续式跨音速风洞(NF-6风洞)开展了超临界翼型跨音速特性的实验研究,验证了该翼型设计的压力分布曲线特点。激波位置和波后压力平台区长度表明设计结果和实验结果基本一致,揭示了超临界翼型跨音速的气动特性;阻力发散马赫数达到期望的设计指标,探讨了雷诺数对该翼型气动特性的影响。最后采用升华法实现了翼型表面流动特性的显示。结果表明转捩点约在16%弦长位置。

关键词：超临界翼型气动特性雷诺数升华法

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下表面射流的超临界翼型气动性能分析

北京航空航天大学学报 2023年第7期49卷 1671-1679页

作者：王若尘张国鑫王翔宇马晓平中国科学院工程热物理研究所北京100190 中国科学院大学北京100049

为探究下表面射流关键参数对超临界翼型气动性能的影响,采用雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程与Spalart-Allmaras(S-A)湍流模型进行数值模拟。通过比较基准RAE2822翼型与下表面射流翼型的流场,验证下表面射流能够在翼型后缘诱导产生逆... 详细信息

为探究下表面射流关键参数对超临界翼型气动性能的影响,采用雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程与Spalart-Allmaras(S-A)湍流模型进行数值模拟。通过比较基准RAE2822翼型与下表面射流翼型的流场,验证下表面射流能够在翼型后缘诱导产生逆时针分离涡,带动流线向下偏折,增加了翼型的等效弯度,同时加大前缘的吸力峰,从而提高翼型的气动性能。进一步探究射流位置、射流动量系数、射流角度、马赫数等关键参数对RAE2822翼型气动性能的影响规律。结果表明:给定状态下,下表面射流的位置越靠后,动量系数越大,翼型的气动性能越优。下表面射流在α=0°和2°时的最优射流角度为110°,在α=4°时的最优射流角度为160°,且在最优射流角度下能有效提高翼型马赫数在0.3~0.6范围内的气动性能。

关键词：主动流动控制下表面射流超临界翼型气动性能雷诺平均Navier-Stokes

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重气体介质中超临界翼型跨声速流动特性

航空动力学报 2021年第9期36卷 1894-1905页

作者：查俊曾开春寇西平杨兴华张汇卓中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所四川绵阳621000 西北工业大学航空学院西安710072

采用Peng-Robinson非理想气体状态方程模拟重气体介质的热力学特性,并与雷诺平均Navier-Stokes方程结合,形成封闭的重气体介质流动模型。针对超临界翼型流动问题,利用LU-SGS(lower-upper symmetric Gauss-Seidel)隐式时间推进格式和有... 详细信息

采用Peng-Robinson非理想气体状态方程模拟重气体介质的热力学特性,并与雷诺平均Navier-Stokes方程结合,形成封闭的重气体介质流动模型。针对超临界翼型流动问题,利用LU-SGS(lower-upper symmetric Gauss-Seidel)隐式时间推进格式和有限体积法,分别求解空气介质和重气体介质下的流动特性。数值模拟结果表明:在跨声速条件下重气体介质中超临界翼型的升阻力增大、超声速区域表面负压增加、边界层位移厚度减小、激波后移、表面摩擦阻力明显增大、后缘流动分离推迟。该研究为后续重气体介质中飞行器颤振特性研究及修正方法的发展提供了基础支持。

关键词：重气体介质非理想气体超临界翼型跨声速流动气动特性

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超临界翼型的双射流环量控制研究

飞行力学 2020年第4期38卷 16-21页

作者：雷玉昌张登成张艳华罗浩王壮壮空军工程大学航空工程学院陕西西安710038

为了研究双射流环量控制对超临界翼型气动特性的影响规律和作用机理,采用基于雷诺平均N-S方程数值计算方法进行了气动特性计算和流场分析。分别研究了双射流口按不同动量系数大小和比例吹气对翼型气动特性和流场特性的影响。结果表明:... 详细信息

为了研究双射流环量控制对超临界翼型气动特性的影响规律和作用机理,采用基于雷诺平均N-S方程数值计算方法进行了气动特性计算和流场分析。分别研究了双射流口按不同动量系数大小和比例吹气对翼型气动特性和流场特性的影响。结果表明:双射流环量控制相对于单射流能够有效提高升阻比,同时升力系数随射流动量系数的增大而增大,表现出两个明显的线性阶段变化规律;通过调节上下射流口动量系数的比例,能够实现操纵力矩的改变;同时,当双射流动量系数的比例维持在较低水平时,翼型的升阻比较大。

关键词：双射流环量控制超临界翼型数值模拟

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超临界翼型的跨声速颤振特性研究

西北工业大学学报 2004年第6期22卷 782-785页

作者：杨青闫锋杨永年西北工业大学翼型叶栅空气动力学国家重点实验室陕西西安710072

采用 Navier- Stokes方程和二元弯 -扭颤振运动方程耦合 ,用时间推进方法计算结构响应的时间历程 ,从而得到超临界翼型的跨声速颤振特性。研究了结构参数完全相同的 3个超临界翼型( RAE2 82 2 ,DFVLR- R2和 NPU- 3)的跨声速颤振特性。... 详细信息

采用 Navier- Stokes方程和二元弯 -扭颤振运动方程耦合 ,用时间推进方法计算结构响应的时间历程 ,从而得到超临界翼型的跨声速颤振特性。研究了结构参数完全相同的 3个超临界翼型( RAE2 82 2 ,DFVLR- R2和 NPU- 3)的跨声速颤振特性。为了对比 ,同时计算了 NACA0 0系列的 3个翼型 ( NACA0 0 1 2 ,NACA0 0 0 8,NACA0 0 0 4 )的跨声速颤振特性。研究结果表明 ,翼型形状对颤振特性有明显的影响 ,相对厚度较小的翼型颤振速度较高 ;厚度基本相同时 ,超临界翼型的颤振速度高于 NACA0 0系列翼型 ;跨声速范围内 ,由于气动力的非线性影响。

关键词：超临界翼型跨声速颤振 Navier-Stokes方程极限环振荡

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融合体布局超临界翼型设计研究

空气动力学学报 2017年第4期35卷 579-586页

作者：李权郭兆电雷武涛赵轲中航工业航空工业第一飞机设计研究院陕西西安710089

针对跨声速融合体布局飞机,构建了所需超临界翼型的气动优化设计问题;基于"人在回路"的多轮迭代优化理念建立了翼型多目标多约束优化设计平台,其中:翼型参数化采用基于型函数/类函数变换的参数化方法,气动力解算器采用基于三维雷诺平均N... 详细信息

针对跨声速融合体布局飞机,构建了所需超临界翼型的气动优化设计问题;基于"人在回路"的多轮迭代优化理念建立了翼型多目标多约束优化设计平台,其中:翼型参数化采用基于型函数/类函数变换的参数化方法,气动力解算器采用基于三维雷诺平均Navier-Stokes方程(RANS)的求解程序CCFD-MB,计算网格生成与网格更新采用基于无限插值和椭圆光滑算法的C型结构网格程序,优化算法采用多目标优化遗传算法NSGA-II。设计结果显示,优化翼型具有常规超临界翼型的基本气动力特征,满足阻力发散、抖振边界和低速特性要求;同时具有前加载特征,低头力矩大幅低于常规超临界翼型,满足融合体布局气动力要求。

关键词：融合体布局超临界翼型气动优化机翼设计