机翼低雷诺数流动的数值模拟 被引量：6

1

作者 李建华 李锋 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期220-225,共6页

通过SIMPLE方法求解非定常不可压N-S方程,研究了小展弦比机翼在低雷诺数下的流场特征,并分析其对气动特性的影响。研究对象为展弦比为1.0的平板矩形翼,进行了不同攻角的数值模拟,模拟雷诺数为1×105。分析表明:在小攻角时,主涡不断... 通过SIMPLE方法求解非定常不可压N-S方程,研究了小展弦比机翼在低雷诺数下的流场特征,并分析其对气动特性的影响。研究对象为展弦比为1.0的平板矩形翼,进行了不同攻角的数值模拟,模拟雷诺数为1×105。分析表明:在小攻角时,主涡不断的从机翼上表面脱落;在大攻角时,受翼尖涡的影响,分离涡保持在机翼的背风面不脱落,形成驻涡。通过对流场分析,低雷诺数前缘层流分离和翼尖涡对小展弦比机翼的空气动力学特性起了决定性作用;使低雷诺数小展弦比矩形翼出现非定常、非对称和驻涡等现象。 展开更多

关键词 微型飞行器 低雷诺数流动 小展弦比机翼

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楔形域中低雷诺数流动问题的辛对偶求解方法

2

作者 王艳 邓子辰 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期239-243,共5页

采用辛对偶方法对楔形空腔环向边界驱动的低雷诺数流动进行计算,研究了楔形空腔内的流场变化。从极坐标下低雷诺数流动的运动方程和连续方程出发,以流速和应力构成对偶变量,将低雷诺数流动的控制方程导向了Hamilton体系,从而使分量变量... 采用辛对偶方法对楔形空腔环向边界驱动的低雷诺数流动进行计算,研究了楔形空腔内的流场变化。从极坐标下低雷诺数流动的运动方程和连续方程出发,以流速和应力构成对偶变量,将低雷诺数流动的控制方程导向了Hamilton体系,从而使分量变量法、共轭辛正交和辛本征函数向量展开法得以实施。鉴于问题反对称,且空腔内流体的各个变量在楔形域顶点处均为有限值,取实部大于零的本征值及反对称本征解叠加才是适当的。数值算例给出了楔形域不同顶角时的流体流动,这些例子说明了文中方法的有效性。 展开更多

关键词 HAMILTON体系 辛几何 低雷诺数流动 楔形域

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用讨论班形式讲授研究生选修课《低雷诺数流动理论》

3

作者 严宗毅 《力学与实践》 CSCD 北大核心 2002年第3期67-69,共3页

作者采用讨论班形式讲授研究生选修课《低雷诺数流动理论》,发现这种形式有利于充分发挥研究生的主观能动性,提高他们的思维能力和综合素质．并结合自己的教学实践,针对讨论班教学中的各个环节以及讨论班考核的方式,谈了自己的体会。

关键词 讨论班 《低雷诺数流动理论》 研究生教学 选修课 流体力学

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低雷诺数非细长三角翼绕流流动结构实验研究(英文) 被引量：8

4

作者 王晋军 赵霞 +1 位作者 刘文川 涂建强 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期1-7,共7页

通过水洞流动显示实验对低雷诺数非细长三角翼绕流流动结构进行了研究,特别是前缘剖面对50°三角翼绕流涡结构的影响及存在双涡结构时模型的最大后掠角。实验表明,双涡结构对染色液的注入位置很敏感,且这一双涡结构现象在64°... 通过水洞流动显示实验对低雷诺数非细长三角翼绕流流动结构进行了研究,特别是前缘剖面对50°三角翼绕流涡结构的影响及存在双涡结构时模型的最大后掠角。实验表明,双涡结构对染色液的注入位置很敏感,且这一双涡结构现象在64°三角翼绕流中仍可观测到;此外,前缘剖面形状严重影响涡破裂位置及涡核的空间分布。与迎风面倒角前缘相比,背风面倒角的三角翼易于产生双涡结构、可以推迟涡破裂并使涡核靠近模型上表面,进而有利于提高三角翼的气动特性。 展开更多

关键词 非细长三角翼 低雷诺数流动 涡结构 流动显示

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双翼布局低雷诺数气动干扰效应

5

作者 薛榕融 张庆 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期34-45,共12页

为了进一步探索双翼布局总体气动特性随两翼之间相对几何位置的变化规律,在前期风洞实验的基础上,以具有较大厚度的NACA0030翼型为基准模型,设计了一系列具有不同几何特征的双翼布局。随后,基于混合网格和雷诺平均Navier-Stokes方程,采... 为了进一步探索双翼布局总体气动特性随两翼之间相对几何位置的变化规律,在前期风洞实验的基础上,以具有较大厚度的NACA0030翼型为基准模型,设计了一系列具有不同几何特征的双翼布局。随后,基于混合网格和雷诺平均Navier-Stokes方程,采用自主发展的流场求解器对这些双翼布局开展了非定常数值模拟工作,详细地探索了低雷诺数Re=1.20×10^(5)流动情况下双翼之间的弦向相对位置、法向相对位置对双翼布局流场涡流结构和总体气动特性的影响规律。分析结果表明,双翼之间距离越近,气动干扰效应越显著。当弦向相对距离小于1.2、法向相对距离小于0.8时,双翼之间气动干扰效应较明显。相对于弦向距离,法向位置对气动特性的影响更为显著。通过设计合理的相对几何位置,相对于单翼布局,双翼布局的总体气动效率可提高50%,因此双翼布局可以作为未来低雷诺数飞行器的气动设计选择方案。 展开更多

关键词 双翼布局 气动干扰 低雷诺数流动 流动分离 增升效应

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飞翼布局太阳能无人机低雷诺数反弯翼型设计 被引量：2

6

作者 王科雷 周洲 +1 位作者 郭佳豪 徐德 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期512-523,共12页

基于某手抛式小型飞翼布局太阳能无人机的应用需求,开展俯仰力矩约束下高升力、失速和缓的低雷诺数反弯翼型优化设计研究。结合特定低雷诺数下翼型算例,验证了准定常和非定常数值模拟方法求解低雷诺数转捩流动问题和大迎角失速分离流动... 基于某手抛式小型飞翼布局太阳能无人机的应用需求,开展俯仰力矩约束下高升力、失速和缓的低雷诺数反弯翼型优化设计研究。结合特定低雷诺数下翼型算例,验证了准定常和非定常数值模拟方法求解低雷诺数转捩流动问题和大迎角失速分离流动问题的准确性和可靠性;基于CST参数化方法、MIGA优化算法、Kriging代理模型等搭建了低雷诺数反弯翼型优化设计框架;以NACA 8-H-12反弯翼型作为基准进行优化设计研究,结果表明:优化翼型在大迎角状态下的失速特性及升阻特性得到显著改善,设计结果有利于小型飞翼布局太阳能无人机的手抛式起飞及高升力长航时飞行。 展开更多

关键词 飞翼布局太阳能无人机 反弯翼型 低雷诺数转捩流动 大迎角失速分离流动 优化设计

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带热传导效应平面涡轮叶栅流动直接数值模拟 被引量：1

7

作者 朱海涛 单鹏 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期672-680,共9页

低雷诺数流动对高空动力装置,特别是涡轮部件的性能产生重要的影响.本文采用具有7阶精度的差分格式,通过直接求解二维瞬态可压缩Navier--Stokes方程组,对雷诺数为241 800(基于叶片弦长)时的叶片表面带有热传导效应的平面涡轮叶栅流动进... 低雷诺数流动对高空动力装置,特别是涡轮部件的性能产生重要的影响.本文采用具有7阶精度的差分格式,通过直接求解二维瞬态可压缩Navier--Stokes方程组,对雷诺数为241 800(基于叶片弦长)时的叶片表面带有热传导效应的平面涡轮叶栅流动进行了二维直接数值模拟,对低雷诺数平面涡轮叶栅流动的非定常流动现象作了初步的探索.数值结果表明:在叶栅通道入口处,流场的非定常性很弱;在叶栅尾缘处,具有正负涡量的尾涡交替地从压力面和吸力面上脱落;周期性的涡脱落使得叶栅通道内和尾迹区的总压发生(准)周期的变化,并且,尾迹区总压变化主频率是通道内总压变化主频率的2倍;在时均流场中,叶片表面压力的分布与实验值吻合良好,表征热传导效应的斯坦顿数除湍流区外与实验值基本吻合;尾迹区速度脉动的2阶统计量与圆柱绕流尾迹区速度脉动2阶统计量具有基本相似的分布特征. 展开更多

关键词 低雷诺数流动 涡轮叶栅 直接数值模拟 尾涡脱落 叶栅尾迹 非定常

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达朗贝尔与斯托克斯佯谬的对比式教学探索

8

作者 华蕾娜 王若愚 《大学物理》 2025年第1期17-22,共6页

达朗贝尔佯谬和斯托克斯佯谬是流体力学经典内容之一,也是实际教学中较易混淆的知识点.本文以无界均匀流场中圆球绕流为例,以对比的方式给出有势流动和低雷诺数流动的核心假设、方程的导出、流场速度和压强分布的解析解等,并以云图量化... 达朗贝尔佯谬和斯托克斯佯谬是流体力学经典内容之一,也是实际教学中较易混淆的知识点.本文以无界均匀流场中圆球绕流为例,以对比的方式给出有势流动和低雷诺数流动的核心假设、方程的导出、流场速度和压强分布的解析解等,并以云图量化两种流动的区别,厘清问题的假设如何导致了达朗贝尔佯谬和斯托克斯佯谬的产生.将生动的佯谬与繁多的公式推导紧密结合,有助于学生激发追本溯源的好奇心、进而深化对理论及其局限性的理解. 展开更多

关键词 佯谬 有势流动 低雷诺数流动 教学应用

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高马赫数超燃冲压发动机技术研究进展 被引量：22

9

作者 岳连捷 张旭 +8 位作者 张启帆 陈科挺 李进平 陈昊 姚卫 仲峰泉 李飞 王春 陈宏 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期263-288,共26页

吸气式高超声速飞行在空间运输和国家空天安全领域具有极高价值,超燃冲压发动机是其核心动力装置.目前飞行马赫数4.0~7.0超燃冲压发动机技术日趋成熟,发展更高速的飞行动力技术成为今后临近空间竞争焦点之一.本文对飞行马赫数8.0~10.0... 吸气式高超声速飞行在空间运输和国家空天安全领域具有极高价值,超燃冲压发动机是其核心动力装置.目前飞行马赫数4.0~7.0超燃冲压发动机技术日趋成熟,发展更高速的飞行动力技术成为今后临近空间竞争焦点之一.本文对飞行马赫数8.0~10.0的高马赫数超燃冲压发动机技术进行了分析和综述.首先论述其亟待解决的关键问题和技术,分别包括高焓离解与热化学非平衡效应、超高速气流燃料增混与燃烧强化技术、高超声速燃烧与进气压缩的匹配及工作模态、高焓低雷诺数边界层流动及其控制方法、高焓低密度流动/燃烧的热防护技术,以及高马赫数发动机的地面试验风洞技术.然后,进一步介绍了国内外高焓激波风洞与驱动技术以及国内外典型的地面和飞行试验进展.进而针对推进和热防护的总体性能评估、高马赫数发动机内凸显的高焓离解与热化学非平衡效应、超高速气流燃料增混和燃烧强化技术综述了相关研究进展及结论,讨论了高马赫数超燃冲压发动机的可行性以及各关键技术的特点.最后进行了总结并对后续研究提出了几点建议. 展开更多

关键词 高马赫数 超燃冲压发动机 热化学非平衡 超声速燃烧 低雷诺数流动 激波风洞 飞行试验

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微通道中颗粒惯性聚集特性的数值研究 被引量：1

10

作者 石慧霞 王企鲲 《上海理工大学学报》 CAS 北大核心 2013年第4期355-360,共6页

根据运动相对性原理提出了一个描述单颗粒在无限长通道内稳定运动的准定常计算模型,采用计算流体力学软件研究了具有一定尺寸的球状颗粒在方形截面微通道中所受到横向升力的空间分布特征及其影响因素,并分析了其组成成分.研究结果表明,... 根据运动相对性原理提出了一个描述单颗粒在无限长通道内稳定运动的准定常计算模型,采用计算流体力学软件研究了具有一定尺寸的球状颗粒在方形截面微通道中所受到横向升力的空间分布特征及其影响因素,并分析了其组成成分.研究结果表明,颗粒受到的横向升力在通道y轴方向呈规则的空间分布,在数值上先正后负且存在唯一的零点,这即是颗粒的惯性聚集点;横向升力主要由压力横向升力和剪切横向升力组成,而压力横向升力是使颗粒产生惯性聚集现象的决定性因素. 展开更多

关键词 惯性聚集 横向升力 刚性球状颗粒 低雷诺数流动 微通道流动 数值研究

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基于雨燕翅膀的仿生三角翼气动特性计算研究 被引量：3

11

作者 张庆 叶正寅 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期373-385,I0002,共14页

针对低雷诺数微型飞行器的气动布局,设计出类似雨燕翅膀的一组具有不同前缘钝度的中等后掠(Λ=50°)仿生三角翼.为了定量对比研究三角翼后缘收缩产生的气动效应,设计了一组具有同等后掠的普通三角翼.为了深入研究仿生三角翼布局的... 针对低雷诺数微型飞行器的气动布局,设计出类似雨燕翅膀的一组具有不同前缘钝度的中等后掠(Λ=50°)仿生三角翼.为了定量对比研究三角翼后缘收缩产生的气动效应,设计了一组具有同等后掠的普通三角翼.为了深入研究仿生三角翼布局的前缘涡演化特性以及总体气动特性,采用数值模拟方法详细地探索了低雷诺数(Re=1.58×10^(4))流动条件下前缘涡涡流结构和气动力随迎角的变化规律.分析结果表明,前缘钝度和后缘收缩对仿生三角翼前缘涡的涡流强度和涡破裂位置有显著影响.相对于钝前缘来说,尖前缘使仿生三角翼上下表面的压力差增大,涡流强度也更大,增升作用也更显著.相对于普通三角翼构型,仿生三角翼的前缘斜切使其阻力更大,但后缘的收缩使涡破裂位置固定在此位置,因此整个上翼面保持低压,总的升力更大.由于小迎角时升力增大更明显,因此仿生三角翼的气动效率在小迎角时明显大于普通三角翼.这些结论对于揭示鸟类的飞行机理以及未来微型仿生飞行器的气动布局设计具有重要的研究价值. 展开更多

关键词 雨燕翅膀 仿生三角翼 低雷诺数流动 前缘涡 气动特性

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基于NACA0030的波纹状翼型气动特性探索

12

作者 张庆 叶正寅 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1138-1144,共7页

相对于光滑翼型,波纹状翼型的气动特性呈现出一些独特现象。为了深入探索这种布局的气动特点,在前期风洞试验的基础上,以NACA0030翼型为基础,设计了一组具有不同外形特征的波纹状翼型,开展了非定常数值模拟工作,详细研究了低雷诺数(Re=1... 相对于光滑翼型,波纹状翼型的气动特性呈现出一些独特现象。为了深入探索这种布局的气动特点,在前期风洞试验的基础上,以NACA0030翼型为基础,设计了一组具有不同外形特征的波纹状翼型,开展了非定常数值模拟工作,详细研究了低雷诺数(Re=12×104)流动情况下波纹状外形对流场涡流结构和总体气动特性的影响规律。计算结果表明:相对于光滑翼型,波纹状翼型流动的分离流现象更明显,升力和升力线斜率有明显下降,但推迟了失速现象。波纹状翼型表面越光顺,气动特性越接近于光滑翼型。虽然波纹状翼型的压差阻力大于光滑翼型,但是波纹状外形产生的回流可以减小摩擦阻力。 展开更多

关键词 波纹状翼型 光滑翼型 低雷诺数流动 气动特性 流场结构

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