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基于非结构嵌套网格的旋翼-机身干扰流场数值模拟

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西北工业大学学报 2010年第6期28卷 814-817页

作者：许和勇叶正寅史爱明西北工业大学翼型叶栅空气动力学国防科技重点实验室陕西西安710072

文章基于非结构动态嵌套网格对直升机旋翼/机身干扰非定常流场进行了数值模拟研究。流场区域被分为2个相互嵌套的子域,即运动区和静止区。运动区包含桨叶,并且随着桨叶一起旋转,静止区包含机身,通过重叠区域传递流场信息。采用非定常Eu... 详细信息

文章基于非结构动态嵌套网格对直升机旋翼/机身干扰非定常流场进行了数值模拟研究。流场区域被分为2个相互嵌套的子域,即运动区和静止区。运动区包含桨叶,并且随着桨叶一起旋转,静止区包含机身,通过重叠区域传递流场信息。采用非定常Euler方程和双时间推进方法模拟了美国佐治亚理工学院旋翼/机身干扰实验外形非定常流场,并将计算结果与实验值以及文献的计算值进行了对比分析,吻合较好,得出了旋翼机身干扰的一些规律。

关键词：非结构网格嵌套网格旋翼/机身干扰非定常流场双时间方法

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亚声速压气机平面叶栅及其改型的吹风试验

实验流体力学 2021年第2期35卷 36-42页

作者：蔡明高丽敏刘哲黎浩学陈顺西北工业大学动力与能源学院翼型、叶栅空气动力学国家级重点实验室西安710129

为了对比某压气机原始叶型及其改型后的短弦叶型的气动性能,基于某高亚声速叶栅风洞对原型和改型叶型开展了平面叶栅吹风试验。试验前对不带叶栅和带叶栅试验件下试验段进口均匀性和出口周期性进行检查,确定满足试验要求的测量通道。通... 详细信息

为了对比某压气机原始叶型及其改型后的短弦叶型的气动性能,基于某高亚声速叶栅风洞对原型和改型叶型开展了平面叶栅吹风试验。试验前对不带叶栅和带叶栅试验件下试验段进口均匀性和出口周期性进行检查,确定满足试验要求的测量通道。通过吹风试验测量并分析原型叶栅和改型叶栅的出口总压、出口气流角以及叶片表面等熵马赫数分布。结果表明:相对于原始叶型,弦长缩短后叶型吸力面型线曲率变化增大,峰值马赫数后的气流逆压梯度较大,因此附面层内的气流分离损失更大;设计马赫数0.6时,短弦叶栅的低损失攻角范围比原型叶栅减小了约3°,改型叶栅和原型叶栅均表现出较好的负攻角特性;设计攻角下(i=0°),进口马赫数从0.4增大至0.7时,两套叶栅出口尾迹的深度逐渐增大,但尾迹宽度基本不变;达到或者超过临界马赫数0.8之后,原型和改型叶栅的尾迹宽度和深度均显著增大。

关键词：平面叶栅试验压气机叶栅流场品质气动性能尾迹攻角特性

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脉冲介质阻挡放电等离子体热效应实验

航空动力学报 2019年第12期34卷 2663-2676页

作者：田永强蔡晋生杨磊磊张正科西北工业大学翼型叶栅空气动力学国家级重点实验室西安710072 西北工业大学航空学院西安710072

为了研究介质阻挡放电的热效应,将介质阻挡放电等离子体激励器(DBDPA)安装在一个小型量热风洞中,采用微秒级脉冲等离子体电源驱动DBDPA产生放电等离子体。分别应用Lissajous图形分析方法和量热学原理获得了DBDPA的放电功率特性和热功率... 详细信息

为了研究介质阻挡放电的热效应,将介质阻挡放电等离子体激励器(DBDPA)安装在一个小型量热风洞中,采用微秒级脉冲等离子体电源驱动DBDPA产生放电等离子体。分别应用Lissajous图形分析方法和量热学原理获得了DBDPA的放电功率特性和热功率特性。结果表明:①脉冲介质阻挡放等离子体的放电功率、热功率和热效率均随着激励电压峰-峰值和激励频率的升高而逐渐增大;②脉冲介质阻挡放电等离子体的放电功率和热功率与激励电压和激励频率之间均存在幂函数关系,即脉冲式介质阻挡放电等离子的放电功率正比于激励电压峰-峰值的1.75次方,正比于激励频率的1次方,其热功率正比于激励电压峰-峰值的5.0次方,正比于激励频率的1.5次方;③在激励电压和激励频率这两个参数中,优先选择提高激励电压峰-峰值更有利于提高热效率,也可更快地提升介质阻挡放电等离子热功率中气体加热功率的比例。

关键词：介质阻挡放电等离子体放电功率热功率 Lissajous图量热

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翼尖喷流引流管道内流数值模拟

航空动力学报 2009年第9期24卷 2101-2106页

作者：黄礼铿高正红西北工业大学航空学院翼型叶栅空气动力学国家重点试验室西安710072

数值模拟计算了为实现旋翼翼尖喷流驱动的引流管道内部流动,分析了管道出口形状对引流管道流动的影响.通过对比不同入口压力以及不同管道出口形状对引流管道的总压损失的影响,分析不同情形下对引流管道的出口流量、流动的出口速度的影响... 详细信息

数值模拟计算了为实现旋翼翼尖喷流驱动的引流管道内部流动,分析了管道出口形状对引流管道流动的影响.通过对比不同入口压力以及不同管道出口形状对引流管道的总压损失的影响,分析不同情形下对引流管道的出口流量、流动的出口速度的影响,综合得出对产生的转动力矩的影响,以此验证了通过内置管道引流实现翼尖喷流驱动的可行性,以找到一种实用的使引流管道的损失最小的引流管道设计方法.

关键词：旋翼翼尖喷流引流管道数值模拟

高负荷扩压叶栅吹风试验流场二维性控制技术研究

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实验流体力学 2021年第2期35卷 13-21页

作者：高丽敏刘哲蔡明黎浩学西北工业大学动力与能源学院翼型、叶栅空气动力学国家级重点实验室西安710129

平面叶栅风洞侧壁附面层引起流道收缩,破坏叶栅流场二维性,扩压叶栅逆压梯度会加剧收缩,且随负荷增加越发显著。针对某高负荷扩压叶栅,研究了影响叶栅吹风试验二维性的因素及不同轴向位置端壁抽吸的改善效果并探索了分布式抽吸。结果表... 详细信息

平面叶栅风洞侧壁附面层引起流道收缩,破坏叶栅流场二维性,扩压叶栅逆压梯度会加剧收缩,且随负荷增加越发显著。针对某高负荷扩压叶栅,研究了影响叶栅吹风试验二维性的因素及不同轴向位置端壁抽吸的改善效果并探索了分布式抽吸。结果表明:常规试验叶栅端壁附面层发展会挤压主流,使其加速,扩压性下降,造成流场失真,总压损失偏差最小达23%。前部、中部抽吸可整体控制叶栅二维性,但展向二维区较窄;尾部抽吸出口展向二维区较宽,但仅局部改善近尾缘处二维性。前部抽吸在全攻角下控制良好,中部抽吸的负攻角特性较好,尾部抽吸流量则随攻角呈线性变化。分布式抽吸能整体控制二维性同时拓宽展向二维区,值得探索与应用。

关键词：高负荷扩压叶栅吹风试验二维性端壁抽吸控制技术

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现代超临界翼型设计及其风洞试验

航空学报 2015年第3期36卷 804-818页

作者：孙智伟白俊强高正红肖春生郝礼书西北工业大学航空学院西安710072 西北工业大学翼型叶栅空气动力学国家重点实验室西安710072

开展了现代超临界翼型的设计研究,对现役飞机的压力分布形态进行了分析,针对现役飞机在巡航状态和阻力发散点的压力分布进行对比,提取了现役飞机超临界剖面设计的要点。采用类函数/型函数变换(CST)参数化方法、基于二阶震荡及自然选择... 详细信息

开展了现代超临界翼型的设计研究,对现役飞机的压力分布形态进行了分析,针对现役飞机在巡航状态和阻力发散点的压力分布进行对比,提取了现役飞机超临界剖面设计的要点。采用类函数/型函数变换(CST)参数化方法、基于二阶震荡及自然选择的随机权重混合粒子群算法(RwSecSelPSO)、雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程、Kriging代理模型结合定期望值型的目标函数建立了优化设计系统。针对提高阻力发散马赫数和降低巡航低头力矩的设计指标,利用优化设计系统通过调整目标期望值设计了一系列满足设计指标但阻力发散马赫数不同的超临界翼型,并选择了其中具有典型特性的翼型进行了对比分析,验证了提高阻力发散马赫数和低速失速特性的设计方法,指出了在阻力发散点形成平顶形压力分布的超临界翼型具有较好的综合性能。对设计的超临界翼型进行了高、低速风洞试验验证,试验结果表明:设计结果达到了设计指标要求,提出的低速改进方案有效,层流对超临界翼型失速特性影响较大。

关键词：翼型优化气动阻力跨声速气动力风洞试验激波

两种典型六自由度支撑机构大迎角运动特性分析与对比

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中国机械工程 2023年第6期34卷 641-649页

作者：陈恒通王晓光江海龙林麒厦门大学航空航天学院厦门361005 西北工业大学翼型叶栅空气动力学重点实验室西安710072

为满足先进飞行器研制对大迎角多自由度耦合运动试验的要求,急需发展新型风洞模型支撑技术。重点研究了刚、柔两种典型六自由度并联支撑机构的大迎角运动特性。首先建立一种横式6-PUS刚性并联机构,根据运动学模型和约束条件,求解飞机模... 详细信息

为满足先进飞行器研制对大迎角多自由度耦合运动试验的要求,急需发展新型风洞模型支撑技术。重点研究了刚、柔两种典型六自由度并联支撑机构的大迎角运动特性。首先建立一种横式6-PUS刚性并联机构,根据运动学模型和约束条件,求解飞机模型的位置和姿态运动空间,并推导其刚度矩阵;针对一种八绳牵引并联支撑机构,利用凸多边形算法求解动态运动空间;对比分析两种机构的运动空间和固有频率,结果表明两种支撑机构均能实现较大范围的六自由度运动,但绳系支撑的横向位置空间更大,在俯仰方向也更具优势,且在大迎角下仍具有较大的固有频率;最后以大迎角运动实验为例,验证了绳牵引并联支撑方式的有效性。

关键词：风洞试验支撑绳牵引并联机构刚性并联机构大迎角固有频率

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悬停共轴双旋翼干扰流动数值模拟

航空动力学报 2011年第2期26卷 453-457页

作者：许和勇叶正寅西北工业大学航空学院翼型叶栅空气动力学国防科技重点实验室西安710072

基于非结构动态嵌套网格方法,通过求解三维非定常Euler方程对悬停共轴双旋翼直升机的复杂流场进行了数值模拟研究.双旋翼之间的干扰使得两者的拉力性能下降,上旋翼对下旋翼的干扰程度远大于下旋翼对上旋翼的影响程度.下旋翼处的下洗速... 详细信息

基于非结构动态嵌套网格方法,通过求解三维非定常Euler方程对悬停共轴双旋翼直升机的复杂流场进行了数值模拟研究.双旋翼之间的干扰使得两者的拉力性能下降,上旋翼对下旋翼的干扰程度远大于下旋翼对上旋翼的影响程度.下旋翼处的下洗速度比单旋翼的要大得多,而上旋翼的下洗速度比单旋翼的略大一些,几乎相同.桨叶总距角增加,则下洗速度和拉力系数增加.双旋翼之间距离增加,则上旋翼拉力系数增加,下旋翼拉力系数减小,总拉力系数减小.

关键词：共轴双旋翼非结构网格嵌套网格拉力系数欧拉方程

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微型扑翼飞行器机翼气动特性研究

西北工业大学学报 2006年第6期24卷 768-773页

作者：杨淑利宋文萍宋笔锋邵立民西北工业大学航空学院翼型叶栅空气动力学国防科技重点实验室陕西西安710072

依据微型扑翼飞行器产生升力和推力的机理,设计了一套能够快速、有效求得扑翼飞行器机翼气动特性的计算方法。计算程序通过V isual Basic和Fortran语言混合编程来实现,核心部分是利用改进的片条理论方法估算扑翼机翼的气动性能。计算结... 详细信息

依据微型扑翼飞行器产生升力和推力的机理,设计了一套能够快速、有效求得扑翼飞行器机翼气动特性的计算方法。计算程序通过V isual Basic和Fortran语言混合编程来实现,核心部分是利用改进的片条理论方法估算扑翼机翼的气动性能。计算结果与在西北工业大学微型飞行器专用风洞中所进行的吹风试验结果吻合良好,证明了该方法的正确性和有效性。在此基础上,研究了不同机翼平面形状、不同展弦比、不同上下扑时间比对微型扑翼飞行器机翼气动性能的影响,这些参数对微型飞行器的设计有一定的指导和参考意义。

关键词：微型扑翼飞行器片条理论机翼风洞试验