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新型高速列车风阻制动装置气动特性及制动性能研究 被引量：2
1
作者 王红 谢红太 《铁道学报》 北大核心 2025年第1期38-46,共9页
为实现高速列车风阻制动系统在高速运行或紧急制动阶段,满足双向多模式多级选择制动,同时具备优良的空气动力学特性,以设计速度为400 km/h的高速动车组为参考,提出“窗形”风阻制动装置及其改进型设计方案,并进行气动分析与制动性能研... 为实现高速列车风阻制动系统在高速运行或紧急制动阶段,满足双向多模式多级选择制动,同时具备优良的空气动力学特性,以设计速度为400 km/h的高速动车组为参考,提出“窗形”风阻制动装置及其改进型设计方案,并进行气动分析与制动性能研究。以改进型“窗形”风阻制动装置前后两排风阻制动板纵向中间补偿板有效长度为变量,建立计算流体动力学模型,研究发现:当中间补偿板有效长度增加至1.75 m制动工作时,双排风阻制动板整体产生的气动阻力约为4.37 kN,气动阻力系数为1.08,附加气动升力约为0 kN,阻力贡献与单排风阻制动板产生的制动力基本相当,前排对后排的直接干涉系数为临界值1;当中间补偿板有效长度为2 m时,计算风阻制动板纵向对称面内距离外围轮廓100 mm处空间范围的声压级达102.20 dBA,对应声功率为2.82×10^(-2)W/m^(3);当每节车辆均布1组改进型“窗形”风阻制动装置时,其所能提供的有效风阻制动力为28.7 kN,风阻瞬时减速度为0.0674 m/s^(2),为列车紧急制动减速度的13%,同时大于1级常用制动减速度,阻力贡献明显。 展开更多
关键词 高速列车 空气动力学 风阻制动装置 气动特性 数值仿真
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切变和变风向入流对偏航风力机气动特性的影响研究
2
作者 汪建文 赵爽 +4 位作者 白叶飞 张立茹 马剑龙 张建伟 闫思佳 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第8期3079-3091,I0019,共14页
自然风况与偏航工况结合使风力机气动特性变得十分复杂,进而影响风力机输出稳定性及结构安全。该文选择切变和变风向两种入流工况,利用双重嵌套滑移网格方法建立风力机整机动态入流计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)仿真... 自然风况与偏航工况结合使风力机气动特性变得十分复杂,进而影响风力机输出稳定性及结构安全。该文选择切变和变风向两种入流工况,利用双重嵌套滑移网格方法建立风力机整机动态入流计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)仿真计算模型,分析偏航风力机的气动特性。研究表明,风切变几乎不改变风力机扭矩和轴向推力的均值,但使相对波幅增加,偏航工况下增加更多。基于实测风轮转速进行匀速变风向计算,风向变化结束/转速稳定时的扭矩均值比静态偏航时更大/更小,相对波幅正好相反。偏航使轴向高/低载荷区呈“C”形,切向高/低载荷区呈扇形/豌豆形,切变入流趋使高/低载荷区向风轮上/下半平面移动。变风向入流时叶根区域载荷均值和波动频率更大,其他区域的均值虽然较少,但波幅更高。结果可为运行在自然风况下的风力机的疲劳设计提供理论参考。 展开更多
关键词 风力机 自然风况 气动特性 偏航 计算流体力学数值模拟
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椭圆形混合翼垂起无人机气动特性与飞行试验
3
作者 刘战合 郭利欣 +3 位作者 张璇 曾宪泽 王菁 崔晓森 《实验技术与管理》 北大核心 2025年第7期58-65,共8页
为兼顾垂直起降、平飞巡航及水面连续采样需求,综合多旋翼和固定翼优势,提出了两种椭圆形混合翼垂起无人机布局设计方案,基于K-Ω-SST湍流模型和FLUENT软件,采用数值仿真研究了无人机平飞状态的升阻特性、压力云图及流线分布。仿真结果表... 为兼顾垂直起降、平飞巡航及水面连续采样需求,综合多旋翼和固定翼优势,提出了两种椭圆形混合翼垂起无人机布局设计方案,基于K-Ω-SST湍流模型和FLUENT软件,采用数值仿真研究了无人机平飞状态的升阻特性、压力云图及流线分布。仿真结果表明,椭圆形混合翼具有较高的升力系数,与平直固定翼相比升力线斜率由0.05541增加到0.1198,提升了116.21%,升阻比有所降低;椭圆形混合翼设计可显著改善无人机大迎角失速特性,大迎角(14°)飞行时混合翼上表面保持为层流状态而平直固定翼发生明显分离;椭圆形混合翼的下机翼和前置固定翼下方高压区明显,对平尾有较好的流场修正作用,可改善平尾流场分布并提高操纵效率;通过验证机多轮试飞试验,证明提出的椭圆形混合翼方案具有优秀的垂起及巡航性能,飞行模态转换稳定。 展开更多
关键词 椭圆形混合翼 无人机 气动特性 垂直起降 多旋翼
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风屏障对公铁同层双幅桥-列车气动特性的影响
4
作者 邹云峰 刘政华 +2 位作者 何旭辉 刘路路 杨甲锋 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期1144-1153,共10页
设置风屏障是保障强风作用下桥上列车行车安全的一种有效措施,但风屏障对车-桥系统气动特性的影响受列车下部结构形式影响显著。为此,通过节段模型测力和测压风洞试验,研究风屏障对我国首座大跨公铁同层双幅桥-列车气动特性的影响。研... 设置风屏障是保障强风作用下桥上列车行车安全的一种有效措施,但风屏障对车-桥系统气动特性的影响受列车下部结构形式影响显著。为此,通过节段模型测力和测压风洞试验,研究风屏障对我国首座大跨公铁同层双幅桥-列车气动特性的影响。研究结果表明:不同风向角下风屏障对铁路主梁平均气动力系数的影响基本相似;风向角β=0°时风屏障主要影响铁路主梁脉动升力系数,而风向角β=180°时风屏障主要影响铁路主梁脉动阻力系数。风向角β=0°时风屏障对公路主梁脉动气动力系数影响较小,而风向角β=180°时风屏障主要影响铁路主梁脉动阻力系数和脉动升力系数。风向角β=0°时风屏障对列车平均阻力系数的影响大于风向角β=180°时风屏障的影响;而风向角β=180°时风屏障对列车脉动阻力系数的影响大于风向角β=0°时风屏障的影响;风向角β=0°时,风屏障主要影响列车迎风面及迎风面与底面圆弧过渡段处平均风压系数,而风向角β=180°时,风屏障主要影响迎风面及迎风面与顶面圆弧过渡处的平均风压系数;风屏障对列车平均风压系数的影响与风向角密切相关,进而导致风屏障对不同风向角下列车气动力的影响差异显著;风向角β=0°时风屏障能有效降低列车底部圆弧过渡段区域内气流脉动性,而风向角β=180°时风屏障对列车顶部圆弧过渡段区域内气流脉动性的削弱作用有限。研究成果为同类型双幅桥梁风屏障设计提供参考和依据。 展开更多
关键词 风屏障 公铁双幅桥 车桥系统 风洞试验 气动特性
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升力翼对400 km/h高速列车明线交会气动特性影响研究
5
作者 熊小慧 袁昊 +1 位作者 陈光 程凡 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第5期1923-1935,共13页
安装升力翼改变了高速列车固有气动外形,两车明线交会时,升力翼诱发的流场激扰作用将改变交会场景下高速列车周围的流场结构。为探究升力翼高速列车明线交会气动特性,明确升力翼对于明线交会时高速列车运行安全性和平稳性的影响,采用三... 安装升力翼改变了高速列车固有气动外形,两车明线交会时,升力翼诱发的流场激扰作用将改变交会场景下高速列车周围的流场结构。为探究升力翼高速列车明线交会气动特性,明确升力翼对于明线交会时高速列车运行安全性和平稳性的影响,采用三维可压缩N-S方程和Realizeable k-ε两方程湍流模型及滑移网格技术,对有/无升力翼高速列车速度400 km/h明线等速交会进行仿真模拟,对比分析列车交会压力波和气动力的变化规律。研究结果表明:给高速列车安装升力翼不会改变明线交会时列车表面压力波时程变化规律,但列车表面交会压力波时程曲线会整体“上移”;非交会侧垂向方向上,当高度大于0.5倍列车车高时,列车的空间交会压力波幅值开始增大,高度超过车高后开始减小,但升力翼列车的幅值始终大于原型高速列车,同时升力翼的安装与否不会改变交会压力波正峰值;在非交会侧横向方向上,不论有无升力翼,高速列车的空间交会压力波峰值变化趋势及大小基本相同,均随距轨道中心线距离增大而减小;升力翼会改变明线交会过程中高速列车侧向力时程变化规律,使交会过程中列车侧向力始终指向非交会侧,并加剧侧向力的波动,交会结束后侧向力需要更长的时间才能恢复稳定。研究成果可为后续升力翼高速列车系统的研发设计提供可靠的理论保障。 展开更多
关键词 高速列车 空气动力学 升力翼 气动特性 明线交会
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NACA2412翼型表面粗糙度对气动特性影响研究
6
作者 王飞 张康康 +4 位作者 何端阳 齐迹 明晓添 张杰 肖朋 《表面技术》 北大核心 2025年第11期119-129,共11页
目的为获取宽飞行工况下表面粗糙度对翼型气动特性和流场特性的影响,指导翼型设计和开发,对翼型不同表面粗糙度开展数值仿真研究。方法利用CFD数值模拟方法,采用SST k-ω湍流模型,以NACA2412翼型为研究对象,开展了不同表面粗糙度下翼型... 目的为获取宽飞行工况下表面粗糙度对翼型气动特性和流场特性的影响,指导翼型设计和开发,对翼型不同表面粗糙度开展数值仿真研究。方法利用CFD数值模拟方法,采用SST k-ω湍流模型,以NACA2412翼型为研究对象,开展了不同表面粗糙度下翼型的气动特性数值模拟与分析,得到了不同表面粗糙度下翼型摩擦阻力系数、总阻力系数、升力系数等变化规律以及各工况下的翼型流场分布。结果当翼型表面粗糙度小于敏感粗糙度k_(cr)时,翼型表面摩擦阻力系数急剧增大,升力系数急剧减小,当翼型表面粗糙度大于k_(cr)值时,翼型气动特性对粗糙度不敏感。Ma=0.2时,翼型表面敏感粗糙度k_(cr)为0.25 mm,随着粗糙度的增加,翼型的临界攻角逐渐减小;敏感粗糙度下,临界攻角为13°,较光滑翼型减小了3°,其升力系数在各攻角下较光滑表面降低8.7%~31.2%。随着马赫数增大,翼型表面敏感粗糙度k_(cr)减小,临界攻角减小。Ma=0.6时,翼型表面敏感粗糙度k_(cr)为0.15 mm,临界攻角随粗糙度变化不大,各粗糙度下翼型临界攻角已减小至8°;敏感粗糙度下,8°攻角及以下,升力系数较光滑表面降低8.3%~11.8%,超过8°攻角后,由于粗糙翼型和光滑翼型均达到临界攻角,翼型升力系数受粗糙度影响较小。结论随着翼型表面粗糙度的增加,翼型摩擦阻力系数和总阻力系数增大,但随着攻角和马赫数增大,摩擦阻力占翼型总阻力比例逐渐减小,翼型总阻力增长不大;随着翼型表面粗糙度的增加,翼型升力系数减小,翼型边界层厚度增大,翼型表面发生流动分离、产生失速现象的临界攻角减小。研究内容对不同飞行速度下飞行器翼型表面粗糙度等翼型设计和开发具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 翼型 表面粗糙度 数值模拟 气动特性 流动特性
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竖板状附属设施高度对扁平箱梁气动特性的影响
7
作者 李策 王汉封 +1 位作者 李欢 何旭辉 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期1385-1396,共12页
将桥面上的风屏障、栏杆、水马、检修车轨道等竖板状附属设施简化为竖板,采用数值模拟和风洞试验相结合的方法,对扁平箱梁的气动特性进行研究。通过改变竖板高度h,对绕流形态、风压分布、升力系数与斯托劳哈尔数St进行分析。研究结果表... 将桥面上的风屏障、栏杆、水马、检修车轨道等竖板状附属设施简化为竖板,采用数值模拟和风洞试验相结合的方法,对扁平箱梁的气动特性进行研究。通过改变竖板高度h,对绕流形态、风压分布、升力系数与斯托劳哈尔数St进行分析。研究结果表明,随着h/D(D为主梁高度)增大,扁平箱梁周围绕流形态可大致分成3类:当h/D=0~0.1时,前缘分离流稳定再附,流场由尾部卡门涡街主导,随着h/D增大,对模型总高D′(D′=h+D)进行量纲一化的斯托劳哈尔数St′减小;当h/D=0.2时,上表面前缘分离流与下游竖板碰撞,竖板附近出现由顶盖分离流产生的角涡,St′最小;当h/D=0.4~1.0时,上表面前缘分离流不再附,竖板间的流场由主涡和上下游2个角涡共同控制,同时,前缘风嘴下表面开始出现分离泡,St′随着h/D增加而增大,特别地,当h/D=0.8~1.0时,出现了2个St′,较大的St′与下游角涡附近测点的风压主频对应,较小的St′与模型后缘下表面测点的风压主频对应。 展开更多
关键词 竖板状附属结构 扁平箱梁 气动特性 风洞试验 大涡模拟
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CR450高速动车组车载新型综合天线气动特性研究
8
作者 蒋瑞祥 李欢 +2 位作者 何旭辉 窦垭锡 蒋志勇 《中国铁路》 北大核心 2025年第4期13-22,共10页
车载天线在一定程度上影响动车组车顶绕流,增大列车风阻。为满足CR450动车组整体风阻要求,亟须对车载新型天线气动特性进行研究。通过风洞试验和数值仿真,在天线中心间距为1 m和Re=7.78×10^(4)~1.95×10^(5)范围内,验证了Re、... 车载天线在一定程度上影响动车组车顶绕流,增大列车风阻。为满足CR450动车组整体风阻要求,亟须对车载新型天线气动特性进行研究。通过风洞试验和数值仿真,在天线中心间距为1 m和Re=7.78×10^(4)~1.95×10^(5)范围内,验证了Re、安装方向、相互干扰对车载天线风压场和阻力的影响规律。结果表明,亚临界区间内,改变Re对天线表面风压场影响较小,但当来流风速增大至500 km/h时(即环境风速15 m/s下,动车组以最高速度450 km/h运行),Re对天线表面风压及气动特性产生较大影响;此外,通过改变天线安装方向,风压分布规律及气动力发生明显改变。2组天线相互干扰时,在亚临界区间,各个天线表面风压分布规律无明显改变,天线气动力仅产生较小变化;当Re=1.09×10^(6)时,与无干扰相比,前后端天线阻力均减小,试验结果为高速列车天线减阻设计提供理论参考。 展开更多
关键词 车载天线 CR450新型天线 风洞试验 数值模拟 气动特性 CR450动车组
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双变循环发动机变几何分流环的设计及气动特性研究
9
作者 张朝勃 苗慧慧 +1 位作者 刘金鑫 陈雪峰 《推进技术》 北大核心 2025年第5期33-43,共11页
为研究双变循环发动机分流段的气动特性,设计了双扇叶型变几何分流环机构,针对双变循环发动机的Ma0.8,Ma2.35以及Ma4.0三种典型工况优化了所设计的变几何分流环型线,通过数值计算研究了各工况下不同分流环型线时各分流段流场。当工作在... 为研究双变循环发动机分流段的气动特性,设计了双扇叶型变几何分流环机构,针对双变循环发动机的Ma0.8,Ma2.35以及Ma4.0三种典型工况优化了所设计的变几何分流环型线,通过数值计算研究了各工况下不同分流环型线时各分流段流场。当工作在涡扇模式分流环角度为11.6°时,壁面曲率半径从前缘端部至尾部逐渐增大的分流环前缘型线可以有效削弱气流绕前缘壁面的法向压力梯度及涵道内的轴向逆压梯度,减小附面层厚度,抑制气流分离。当工作在涡喷模式分流环角度为-31.8°时,分流环下壁面为二次曲线型的凸曲面,且喉道面积较小时可以提高气流动能,抵消逆压梯度,缩小分离区面积,减小总压损失;进一步研究发现喉道面积并非越小越好,更小的喉道面积会导致更大的逆压梯度而加重气流分离程度。 展开更多
关键词 双变循环发动机 变几何分流环 涵道比 型线设计 气动特性
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缓冲屏障透风率对桥隧过渡段移动列车气动特性的影响
10
作者 唐林波 何旭辉 +2 位作者 王汉封 严磊 蔡陈之 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第9期3821-3834,共14页
横风环境下高速列车驶过桥隧过渡段时出现的气动荷载突变会威胁列车的运行安全,设置缓冲结构虽是保障列车安全的重要措施却不利于桥梁结构的气动特性。为兼顾桥梁结构与列车运行,提出隧道洞口处设置短屏障作为缓冲结构。基于改进延迟分... 横风环境下高速列车驶过桥隧过渡段时出现的气动荷载突变会威胁列车的运行安全,设置缓冲结构虽是保障列车安全的重要措施却不利于桥梁结构的气动特性。为兼顾桥梁结构与列车运行,提出隧道洞口处设置短屏障作为缓冲结构。基于改进延迟分离涡湍流模型(IDDES)和“马赛克”网格技术,建立横风作用下移动列车-缓冲屏障-桥隧过渡段的三维数值模型,深入研究缓冲屏障及其透风率对桥隧过渡段移动列车所受气动荷载大小及其变化速率的影响。分析15%、30%和45%透风率的缓冲屏障以及无缓冲屏障场景对横风下时速300 km列车通过桥隧过渡段时列车六分力系数和气动压力系数的影响,揭示桥隧过渡段气动荷载突变效应对移动列车气动荷载时变规律的影响。研究结果表明,3车编组列车运行时,头车所受气动荷载均值最大,进出隧道过程中荷载变化幅度也相应最大。设置缓冲屏障能有效降低头车和尾车的气动荷载系数,除阻力系数和俯仰力矩系数外,头车出隧道过程中,气动荷载系数绝对值减小幅度相比无屏障工况均超过41%,但中车的气动荷载系数会小幅度增加。3种缓冲屏障均能有效缓解列车运行在桥隧过渡段时的气动荷载突变效应,其中透风率为45%的缓冲屏障对列车气动荷载突变速率的衰减程度最大。 展开更多
关键词 风工程 缓冲屏障 数值模拟 移动列车 桥隧过渡段 气动特性
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基于滑移网格技术的制导迫弹气动特性分析
11
作者 卯昌杰 管军 +2 位作者 蒋桂林 尹洪桥 易文俊 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第9期126-136,共11页
为了研究某型制导迫弹在旋转飞行状态下的气动特性,基于雷诺平均N-S方程和Realizable k-ε湍流模型的计算流体力学方法,对制导迫弹旋转情况下的外流场进行了数值模拟。通过对比研究验证了模拟结果有效性,检验了网格独立性和时间步数无... 为了研究某型制导迫弹在旋转飞行状态下的气动特性,基于雷诺平均N-S方程和Realizable k-ε湍流模型的计算流体力学方法,对制导迫弹旋转情况下的外流场进行了数值模拟。通过对比研究验证了模拟结果有效性,检验了网格独立性和时间步数无关性。定常条件下模拟阻力、升力和俯仰力矩系数;非定常条件下利用滑移网格技术研究滚转特性及相关系数。结果表明,同一马赫数和攻角下,鸭舵展开的制导迫弹阻力、升力和俯仰力矩系数始终大于未展开的情况,且与转速无关;滚转力矩系数绝对值随转速增大而增大,同一转速下,滚转力矩系数随马赫数增大而增大。计算结果对制导迫弹的理论研究和工程设计有一定参考价值。 展开更多
关键词 气动特性 滑移网格 数值模拟 CFD 迫击炮弹
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公轨并行桥梁横风作用下桥面列车和车桥系统气动特性研究
12
作者 邓佳逸 陈诗璇 +3 位作者 吴庆 漆勇 封周权 华旭刚 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第4期102-109,118,共9页
为探究大跨公轨并行桥梁在横向风力作用下桥面列车和车桥系统的气动特性,以某座大跨公轨并行斜拉桥为例,采用节段模型风洞试验方法,分别进行桥面列车的风压测试和车桥系统的静力三分力试验。此外,还应用计算流体动力学(CFD)数值模拟技术... 为探究大跨公轨并行桥梁在横向风力作用下桥面列车和车桥系统的气动特性,以某座大跨公轨并行斜拉桥为例,采用节段模型风洞试验方法,分别进行桥面列车的风压测试和车桥系统的静力三分力试验。此外,还应用计算流体动力学(CFD)数值模拟技术,分析车桥系统的流场分布情况。列车测压和CFD模拟结果表明,在均匀来流条件下,单列列车或双列列车前车的迎风面为正压区,而顶面和背风侧表面则形成负压区,双列列车的后车全表面均为负压。CFD模拟流场显示,在主梁风向下游出现交替脱落的旋涡现象。通过列车测压结果计算列车三分力系数,发现在横向风力作用下,迎风侧列车产生的阻力和升力系数相对较高,而力矩系数较低。随着风攻角由负到正的变化,阻力和升力系数逐渐减小。对于双列列车情况,后车对前车的影响较小,而前车对后车产生明显的遮挡效应,导致后车产生负向气动力。当列车远离主梁迎风侧时,列车的阻力系数和升力系数逐渐降低,从而提高列车的行车安全性,但同时整体车-桥系统的阻力系数和升力系数反而增大,对主梁的抗风性能不利。基于研究结果,建议在公轨并行桥梁设计中,将列车轨道布置在靠近主梁中线位置,以维护行车稳定性并兼顾主梁抗风安全。这项研究提供了明确的气动性能数据,有助于更好地理解公轨并行桥梁在横向风力作用下的行为,并为其设计和改进提供参考和依据。 展开更多
关键词 公轨并行桥 车桥系统 风洞试验 气动特性 三分力系数
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纵荡工况下叶片柔性对15 MW级浮式风力机气动特性影响研究
13
作者 马璐 周乐 +3 位作者 张险峰 雷肖 沈昕 杜朝辉 《太阳能学报》 北大核心 2025年第6期667-675,共9页
以IEA-15 MW风力机为对象,基于涡尾迹模型和几何精确梁模型研究了纵荡工况下叶片形变对风力机性能的影响。结果表明,浮台的纵荡运动所带来的附加速度会改变风力机的入流速度,从而使风力机的载荷出现波动;而相比于固定工况,纵荡工况下风... 以IEA-15 MW风力机为对象,基于涡尾迹模型和几何精确梁模型研究了纵荡工况下叶片形变对风力机性能的影响。结果表明,浮台的纵荡运动所带来的附加速度会改变风力机的入流速度,从而使风力机的载荷出现波动;而相比于固定工况,纵荡工况下风力机的输出功率有所提升,且在考虑叶片柔性后风力机载荷有所下降。此外,在风力机纵荡运动过程中,风力机的载荷对入流速度变化的响应存在延迟,同时叶片柔性形变带来的附加速度会加剧载荷响应的延迟。 展开更多
关键词 浮式风力机 气动特性 柔性形变 自由尾迹模型 几何精确梁模型
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乘波构型边缘钝化方法对气动特性影响
14
作者 陈昕雨 宋言明 +1 位作者 袁伟亮 王宸 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第9期194-199,287,共7页
为了推进乘波构型在实战武器中的应用,研究其钝化方法尤其重要。采用数值模拟手段研究了4 Ma下乘波构型Tincher钝化和Takashima钝化模型,分析得到了不同钝化半径对应的升力面面积、容积、投影面积、容积率和升阻比变化趋势;提出了一种... 为了推进乘波构型在实战武器中的应用,研究其钝化方法尤其重要。采用数值模拟手段研究了4 Ma下乘波构型Tincher钝化和Takashima钝化模型,分析得到了不同钝化半径对应的升力面面积、容积、投影面积、容积率和升阻比变化趋势;提出了一种采用双曲线分割的非一致边缘钝化方法,并对其进行数值模拟分析。结果表明,Tincher钝化方法相较于Takashima钝化方法不会对飞行器的升力面造成损失,Takashima方法在30 mm钝化半径处升力面损失13%,气动性能相较Tincher方法损失更大,二者升阻比在20 mm处相差最大达到6.45%;新提出的钝化方法保留了乘波体的气动性能,通过与一致边缘钝化方法相比,升阻比较Tincher方法下30mm提升了8.34%,证明了该方法的有效性;钝化后的模型更适合在小攻角范围内飞行。 展开更多
关键词 乘波构型 钝化方法 数值模拟 非一致钝化 气动特性
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翼型后缘变弯对炮射滑翔增程弹气动特性的影响
15
作者 李钊 张龙 +1 位作者 杨广珺 王雨 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2025年第1期30-36,共7页
增加炮射滑翔增程弹性能的核心是提高弹丸气动性能,在已有变后掠角结构的增程基础上,通过引入后缘无缝连续变弯技术,可减轻翼面气流分离,在不引起整体尺寸额外增加的前提下提高滑翔阶段的弹体升阻比,改善气动性能,增加滑翔航程。研究弹... 增加炮射滑翔增程弹性能的核心是提高弹丸气动性能,在已有变后掠角结构的增程基础上,通过引入后缘无缝连续变弯技术,可减轻翼面气流分离,在不引起整体尺寸额外增加的前提下提高滑翔阶段的弹体升阻比,改善气动性能,增加滑翔航程。研究弹翼后缘弯度变化对弹药气动特性的影响规律,以后缘连续变形弹翼为对象,引入一方程S-A湍流模型封闭N-S方程并求解,分别完成具有±5°后缘偏角翼型的气动性能计算,对其在不同雷诺数下的升阻力系数、力矩系数等气动性能进行分析。数值计算表明:滑翔增程弹的弹翼从80%弦长处位置产生5°正偏转时,翼型升力系数提高可达16%以上,俯仰力矩有利于弹体稳定性能提高;后缘正偏转弹翼在流场动态发展过程中均可产生稳定升力,平均升阻比相比原始弹翼提高80%以上,滑翔距离增加78%以上。 展开更多
关键词 炮射滑翔弹 翼型后缘变弯 气动特性 滑翔性能
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市域列车通过最不利长度隧道的非定常气动特性研究
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作者 付至晨 李田 +1 位作者 李一凡 张继业 《都市快轨交通》 北大核心 2025年第3期61-70,共10页
为探明市域列车通过最不利长度隧道的非定常气动特性,运用三维、非稳态、黏性雷诺平均(reynoldsaveraged navier-stokes,RANS)方程和重整化群(renormalization group,RNG)k-ε两方程湍流模型开展时速160 km/h市域列车隧道空气动力学的... 为探明市域列车通过最不利长度隧道的非定常气动特性,运用三维、非稳态、黏性雷诺平均(reynoldsaveraged navier-stokes,RANS)方程和重整化群(renormalization group,RNG)k-ε两方程湍流模型开展时速160 km/h市域列车隧道空气动力学的数值模拟研究。结果表明:列车的运行显著改变了隧道内的流场结构与压力分布,表现出明显的区域化特征。这种变化主要源于列车引发的压力波传播与反射,以及本体对隧道内空气的挤压作用。车体表面与隧道壁面测点的压力变化存在明显差异,车体表面压力主要受到压缩波和膨胀波到达时间的影响,而壁面压力则受到列车扰动、压力波以及低压区的共同作用,呈现出更复杂的演化规律。列车气动阻力以压差阻力为主,并受到阻塞效应及压力波影响。此外,不同车体在非定常气动响应上差异明显,前三辆车体在出入隧道时的气动力变化主要由隧道进出口扰动引起,而后五辆车体还受到压力波作用,导致侧力、侧滚力矩及摇头力矩等非定常气动力发生剧烈波动。 展开更多
关键词 轨道交通 市域列车 最不利长度隧道 压力波 非定常气动特性 数值模拟
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舵翼平面形状及翼型对其气动特性的影响研究
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作者 李涛 田犇 +1 位作者 史宝军 刘启明 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第3期16-24,共9页
针对不同平面形状及翼型组合而成的舵翼,在弹体飞行过程中会产生不同气动特性从而影响制导炮弹的弹道修正过程。通过选取4种平面形状与3种翼型构建舵翼三维模型进行气动特性仿真分析,采用考虑边界层效应的计算流体力学(CFD)方法探讨了... 针对不同平面形状及翼型组合而成的舵翼,在弹体飞行过程中会产生不同气动特性从而影响制导炮弹的弹道修正过程。通过选取4种平面形状与3种翼型构建舵翼三维模型进行气动特性仿真分析,采用考虑边界层效应的计算流体力学(CFD)方法探讨了不同平面形状和翼型的舵翼在不同马赫数下的阻力系数、俯仰力矩系数及升阻比等气动特性参数,揭示了其对舵翼气动特性的影响规律。结果表明:①双弧翼型与不对称梯形相匹配的舵翼,在各个阶段的阻力系数较小,升阻比大,并且俯仰力矩系数也大于其它舵翼,稳定性较好,展现了优异的气动性能。②尖峰翼型与矩形相匹配的舵翼在速度小于0.8马赫的阶段的升阻比最大,梯形翼和不对称梯形匹配的舵翼在速度为0.8马赫到1.6马赫阶段升阻比最大,双弧翼型与不对称梯形相匹配的舵翼则是在速度大于1.6马赫之后升阻比最大。③梯形翼型与不对称梯形相匹配的舵翼在速度小于1.2马赫之前的阶段有着最大的俯仰力矩系数,双弧翼型与不对称梯形相匹配的舵翼在速度大于1.2马赫之后的俯仰力矩系数最大。 展开更多
关键词 舵翼 翼型 平面形状 气动特性 升阻比
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前缘侵蚀对民航发动机风扇/增压级气动特性的影响
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作者 蔡润峰 史磊 +2 位作者 姜瑞麟 彭云楚 陈国顺 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第3期1280-1289,共10页
为了分析风扇转子叶片前缘侵蚀对压缩系统不同内外涵工况气动特性的影响,通过多级联算数值分析了某型大涵道比发动机压缩系统气动特性变化。研究结果表明,在峰值效率点工况下,前缘侵蚀后的发动机压缩系统总压比、等熵效率和通道流量分... 为了分析风扇转子叶片前缘侵蚀对压缩系统不同内外涵工况气动特性的影响,通过多级联算数值分析了某型大涵道比发动机压缩系统气动特性变化。研究结果表明,在峰值效率点工况下,前缘侵蚀后的发动机压缩系统总压比、等熵效率和通道流量分别相对下降0.18%、0.879%和0.972%。对风扇转子叶片而言,前缘侵蚀导致外涵道近喘点工况下95%叶高处表面静压系数曲线轴向0~24%区间的斜率下降,静压降低,轴向24%~40%区间的斜率上升,使叶型负荷降低,增压能力下降,激波向前移动。此外,前缘侵蚀会使外涵道近喘点处整体风扇叶片的攻角增大2°左右,导致叶片气动效率和失速裕度产生变化,偏离原始叶型设计。 展开更多
关键词 压缩系统 风扇叶片 前缘侵蚀 气动特性 攻角
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60°侧滑角下车地间距对列车气动特性的影响
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作者 董天韵 王家斌 钟睦 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期1198-1209,共12页
采用改进型延迟分离涡模拟(IDDES)方法,探讨在60°侧滑角条件下,车地间距减小对简化列车流场与气动力特性的影响。通过网格无关性验证并与风洞试验结果对比,验证计算结果的合理性。研究结果表明:减小车地间距能使列车迎风侧气流在... 采用改进型延迟分离涡模拟(IDDES)方法,探讨在60°侧滑角条件下,车地间距减小对简化列车流场与气动力特性的影响。通过网格无关性验证并与风洞试验结果对比,验证计算结果的合理性。研究结果表明:减小车地间距能使列车迎风侧气流在表面分流位置增高,车底分离泡尺度减小,车顶分离涡对车体影响距离增加,背风侧分离涡V1强度增加;车地间距变化对车体不同位置表面压力影响存在差异;车地间距减小主要减小了尾部正阻力系数,而对头部负阻力系数影响较小,导致整体负阻力绝对值随车地间距减小而增加。在本文工况内,随车地间距减小,横向力最大增加7.6%;升力随车地间距减小而减小,减小幅度最大为31.4%。在横向力和升力的综合作用下,模型整体倾覆力矩在车地间距[h0,h1]范围内维持相对稳定,车地间距从h1减小到h2则导致倾覆力矩增大6.2%。 展开更多
关键词 车地间距效应 高速列车 气动特性 数值模拟 横风
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基于Q涡量法的路堤上450 km/h高速列车气动特性
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作者 王胜男 傅镇 杜礼明 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第29期12671-12680,共10页
450 km/h列车与路堤之间的相互作用可能会导致气动特性的非线性变化,引起列车在垂直方向上的不稳定。以450 km/h高速列车在路堤上的运行情况为研究对象,建立了列车和路堤三维气动仿真结构模型,探讨了列车在不同运行工况下的表面压力分... 450 km/h列车与路堤之间的相互作用可能会导致气动特性的非线性变化,引起列车在垂直方向上的不稳定。以450 km/h高速列车在路堤上的运行情况为研究对象,建立了列车和路堤三维气动仿真结构模型,探讨了列车在不同运行工况下的表面压力分布和列车风与不同风向的侧风耦合对列车外流场结构的影响,采用Q准则分析了合成风所导致的涡量差异。研究结果表明,在车速为450 km/h同一条件下,在风向角为0°~90°时,头车压力最值与流场速度随风向角增大而增大,而在风向角为90°~180°时,变化则相反;与列车顺风行驶相比,逆风行驶时,列车表面的涡流区区域明显更大,且车身脱落的涡结构向车尾聚集;随着车速提升,列车表面的涡量值显著增大,车速450 km/h时涡量比250 km/h时增大51.3%;列车在路堤上行驶时侧风风向角对其气动升力和阻力影响很大,列车所受阻力与升力随着风向角增大而呈现先增大后减小趋势,横风下(即风向角90°)列车的气动性能最差,在0°~90°与90°~180°时,列车气动力变化趋势大体呈“对称”分布。 展开更多
关键词 Q涡量法 高速列车 路堤 气动特性 风向角
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