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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
1
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。
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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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职称材料
当地DFD方法在扑翼流动数值模拟中的应用
2
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。
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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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职称材料
基于三维重建的飞机气动特性快速评估
3
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。
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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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职称材料
螺旋桨桨叶根部断裂飞脱轨迹数值仿真
4
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。
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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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职称材料
二维跨声速翼型数值计算应用研究
被引量:
1
5
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。
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关键词
CFD
离散格式
湍流模型
RAE
2822翼型
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职称材料
题名
大型结冰风洞冰形在线测量系统研制与应用
被引量:
1
1
作者
左承林
马军
魏龙涛
孙冬宁
刘冠冕
程志航
易贤
机构
中国空气动力研究与发展中心结冰与防除冰重点实验室
中航通飞华南飞机工业有限公司
出处
《空气动力学学报》
CSCD
北大核心
2024年第11期110-120,I0002,共12页
基金
国家自然科学基金(52006235)。
文摘
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。
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
Keywords
icing wind tunnel
three-dimensional ice accretion shape
online measurement
laser line scanning imaging
calibration
three-dimensional reconstruction
分类号
V216.8 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
当地DFD方法在扑翼流动数值模拟中的应用
2
作者
刘冠冕
周春华
艾俊强
机构
南京航空航天大学空气动力学系
中航通用飞机设计研究院
中国航空工业集团第一飞机设计研究院
出处
《计算力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2013年第6期815-821,共7页
基金
国家自然科学基金(11072113)
江苏高校优势学科建设工程资助项目
文摘
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。
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
Keywords
non-boundary-conforming method moving-boundary problem flapping-wing flow immersed boundary method unsteady flow
分类号
V211.3 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
O35 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
基于三维重建的飞机气动特性快速评估
3
作者
刘冠冕
机构
中航通飞华南飞机工业有限公司
出处
《航空计算技术》
2024年第6期87-90,95,共5页
文摘
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。
关键词
三维重建
逆向设计
数值计算
气动特性
快速评估
Keywords
3D reconstruction
reverse design
numerical calculation
aerodynamic characteristics
rapid evaluation
分类号
V211 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
在线阅读
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职称材料
题名
螺旋桨桨叶根部断裂飞脱轨迹数值仿真
4
作者
温庆
刘冠冕
程志航
杨康智
魏猛
机构
中航通飞华南飞机工业有限公司
出处
《航空发动机》
北大核心
2024年第4期142-149,共8页
文摘
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。
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
Keywords
propeller
overlapping grids
root fracture
fly-off trajectory
numerical simulation
aeroengine
分类号
V232.4 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
二维跨声速翼型数值计算应用研究
被引量:
1
5
作者
刘冠冕
黄声寅
机构
中航通飞研究院有限公司研发中心总体部
出处
《科学技术创新》
2018年第22期12-13,共2页
文摘
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。
关键词
CFD
离散格式
湍流模型
RAE
2822翼型
分类号
V211.3 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
在线阅读
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
大型结冰风洞冰形在线测量系统研制与应用
左承林
马军
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
1
在线阅读
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职称材料
2
当地DFD方法在扑翼流动数值模拟中的应用
刘冠冕
周春华
艾俊强
《计算力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2013
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于三维重建的飞机气动特性快速评估
刘冠冕
《航空计算技术》
2024
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
4
螺旋桨桨叶根部断裂飞脱轨迹数值仿真
温庆
刘冠冕
程志航
杨康智
魏猛
《航空发动机》
北大核心
2024
0
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下载PDF
职称材料
5
二维跨声速翼型数值计算应用研究
刘冠冕
黄声寅
《科学技术创新》
2018
1
在线阅读
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职称材料
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