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大型结冰风洞冰形在线测量系统研制与应用 被引量:1
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作者 左承林 马军 +4 位作者 魏龙涛 孙冬宁 刘冠冕 程志航 易贤 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2024年第11期110-120,I0002,共12页
针对大型结冰风洞试验中结冰生长过程三维冰形连续测量需求,研制了基于激光线扫描成像的冰形在线测量系统,并在中国空气动力研究与发展中心3 m×2 m结冰风洞某型飞机机翼模型结冰试验中得到了实际应用。基于三维标定装置,对系统扫... 针对大型结冰风洞试验中结冰生长过程三维冰形连续测量需求,研制了基于激光线扫描成像的冰形在线测量系统,并在中国空气动力研究与发展中心3 m×2 m结冰风洞某型飞机机翼模型结冰试验中得到了实际应用。基于三维标定装置,对系统扫描测量过程中的所有激光平面进行了快速标定,获得了相机参数和激光平面参数。为实现复杂结冰表面激光线的精确提取,将Steger方法与梯度重心法进行了有效结合,实现了激光线亚像素的精确提取,结合标定结果,解算激光线空间三维坐标,进而重建得到结冰冰形整体三维形貌。试验结果表明,冰形在线测量系统重复测量精度仅为0.18 mm,可有效获取不同云雾环境下模型前缘霜冰、明冰以及混合冰生长过程在不同时刻的三维冰形。与商用三维扫描仪的测量结果相比,两者结果吻合良好,整体标准偏差为0.5 mm。 展开更多
关键词 结冰风洞 三维冰形 在线测量 激光线扫描成像 标定 三维重建
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当地DFD方法在扑翼流动数值模拟中的应用
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作者 刘冠冕 周春华 艾俊强 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期815-821,共7页
应用当地DFD(Domain-Free Discretization)方法对包含复杂运动边界的扑翼流场进行了数值模拟。该方法通过壁面法线方向的外插确定外部相关点上的流动变量值,同时强加相应的边界条件。应用这种方法,动边界流动的模拟可以在固定网格上实现... 应用当地DFD(Domain-Free Discretization)方法对包含复杂运动边界的扑翼流场进行了数值模拟。该方法通过壁面法线方向的外插确定外部相关点上的流动变量值,同时强加相应的边界条件。应用这种方法,动边界流动的模拟可以在固定网格上实现,无需为了跟随物体的运动而在每个时间步上对网格进行实时更新。对三种拍动模式的双翅流场进行了数值模拟,升、阻力系数时间历程的计算结果与参考文献的实验数据吻合很好,验证了当地DFD方法处理复杂动边界问题的可靠性。最后,数值模拟了完整昆虫模型的扑翼流场,并详细分析了涡系结构和飞行机理。 展开更多
关键词 边界非协调方法 动边界问题 扑翼流动 边界嵌入方法 非定常流动
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基于三维重建的飞机气动特性快速评估
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作者 刘冠冕 《航空计算技术》 2024年第6期87-90,95,共5页
为了快速确定目标飞机的气动特性,提出一种基于三维重建的高效数值计算方法。三维重建综合正交投影视图的信息,提取特征点线,采用NURBS方法构建曲面,将实体飞机模型数字化。气动特性快速评估基于Euler方程,结合GPU并行技术,可显著提升... 为了快速确定目标飞机的气动特性,提出一种基于三维重建的高效数值计算方法。三维重建综合正交投影视图的信息,提取特征点线,采用NURBS方法构建曲面,将实体飞机模型数字化。气动特性快速评估基于Euler方程,结合GPU并行技术,可显著提升计算效率,通过开展亚跨超等不同速域的标模计算,验证了方法的准确性。针对某三翼面布局的飞机案例,开展了逆向重构和气动特性分析,结果表明:三维重建的效果较好,数值分析的效率较高,验证了方法具有较好的工程实用性。 展开更多
关键词 三维重建 逆向设计 数值计算 气动特性 快速评估
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螺旋桨桨叶根部断裂飞脱轨迹数值仿真
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作者 温庆 刘冠冕 +2 位作者 程志航 杨康智 魏猛 《航空发动机》 北大核心 2024年第4期142-149,共8页
螺旋桨桨叶断裂飞脱轨迹对飞机的安全性有重要的影响。为了研究螺旋桨桨叶根部断裂后的运动过程,采用数值模拟方法进行了仿真分析,并与风洞试验结果对比。将求解区域划分为10个网格区域,对其中3个螺旋桨旋转区域单独划分网格,通过滑移... 螺旋桨桨叶断裂飞脱轨迹对飞机的安全性有重要的影响。为了研究螺旋桨桨叶根部断裂后的运动过程,采用数值模拟方法进行了仿真分析,并与风洞试验结果对比。将求解区域划分为10个网格区域,对其中3个螺旋桨旋转区域单独划分网格,通过滑移网格进行数据传递,对有飞脱桨叶的螺旋桨的6个桨叶分别设置重叠网格。采用螺旋桨真实旋转的非定常方法获得周期性稳定的空间流场,当飞脱桨叶到达指定位置后,求解桨叶的6自由度运动方程,计算桨叶的飞行轨迹。结果表明:在短时间内,该螺旋桨的桨叶飞脱后的运动轨迹主要受惯性力的影响,而气动力的影响不大;飞脱桨叶的桨根在第0.015 s左右与后继桨叶的桨尖相撞,与测力风洞试验的断桨事故诊断结果相符。 展开更多
关键词 螺旋桨 重叠网格 根部断裂 飞行轨迹 数值模拟 航空发动机
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二维跨声速翼型数值计算应用研究 被引量:1
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作者 刘冠冕 黄声寅 《科学技术创新》 2018年第22期12-13,共2页
准确预测翼型的气动特性是翼型设计与优化的基础。以提高翼型CFD计算结果的准确度为目标,针对影响准确度的网格、离散格式及湍流模型等要素进行分解,依托RAE 2822翼型标模进行对比计算,分析气动力系数及压力分布的差异。结果表明,计算... 准确预测翼型的气动特性是翼型设计与优化的基础。以提高翼型CFD计算结果的准确度为目标,针对影响准确度的网格、离散格式及湍流模型等要素进行分解,依托RAE 2822翼型标模进行对比计算,分析气动力系数及压力分布的差异。结果表明,计算结果与试验结果较为吻合,满足工程上对计算准确度的要求。梳理的计算方法与结论具有一定的普适性,可为相近速域的翼型计算提供参考。 展开更多
关键词 CFD 离散格式 湍流模型 RAE 2822翼型
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