适合于柔性结构扑翼飞行器的空间非定常涡格法 被引量：9

1

作者 余春锦 昂海松 +2 位作者 陈青 张敏 张莉 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期451-455,共5页

推导了新的基于空间非定常涡格法的扑翼飞行器升力和推力的计算公式,然后分析了瞬时形状速度对它们的影响。与实验结果的对照表明,基于向量分析、考虑了飞行中的诱导阻力因素的新公式可以有效地估算升力和推力。由于结构的柔性使扑翼在... 推导了新的基于空间非定常涡格法的扑翼飞行器升力和推力的计算公式,然后分析了瞬时形状速度对它们的影响。与实验结果的对照表明,基于向量分析、考虑了飞行中的诱导阻力因素的新公式可以有效地估算升力和推力。由于结构的柔性使扑翼在扑动过程中存在变形,本文考虑了空间涡格法中扑翼的/ηt对气动力的影响,提出了/ηt的表达式,使之更接近真实扑动情况,并计算了其对扑翼飞行器升力和推力的影响。通过计算发现,升力系数和推力系数的正峰值和负峰值随/ηt增大而增大,平均升力和平均推力也随/ηt增大而增大,表明可以通过改变结构参数达到改善气动性能的目的,对扑翼飞行器的研制有一定的指导作用。 展开更多

关键词 扑翼 非定常涡格法 柔性结构 扑翼飞行器升力和推力

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采用涡格法和面元法预报吊舱推进器非定常水动力性能(英文) 被引量：7

2

作者 马骋 钱正芳 +2 位作者 陈科 蔡昊鹏 庄光宇 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2014年第9期1035-1043,共9页

文章发展了一种预报吊舱推进器非定常水动力性能的数值方法。该方法分别基于涡格法和面元法对螺旋桨叶片和吊舱进行计算。螺旋桨工作在船体和吊舱包后的非均匀来流中,其对吊舱包和支架的非定常诱导速度在文中进行了时均处理。用该数值... 文章发展了一种预报吊舱推进器非定常水动力性能的数值方法。该方法分别基于涡格法和面元法对螺旋桨叶片和吊舱进行计算。螺旋桨工作在船体和吊舱包后的非均匀来流中,其对吊舱包和支架的非定常诱导速度在文中进行了时均处理。用该数值方法分别预报了有无船体情况下的四叶桨吊舱推进器水动力性能,并通过与空泡水筒的推力、扭矩实验数据相比较,验证了数值方法的有效性。该文还基于数值结果讨论了吊舱对于螺旋桨非定常力和力矩的影响,说明吊舱包—支架单元所诱导的伴流对螺旋桨受力是有较大影响的。 展开更多

关键词 吊舱推进器 非定常性能 涡格法 面元法

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基于改进涡格法的飞翼布局飞机稳定性导数计算 被引量：8

3

作者 宋磊 杨华 +1 位作者 解静峰 黄俊 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期457-462,共6页

由于没有垂直安定面,无尾飞翼布局飞机航向安定性通常接近中立或略微为负,造成了其横航向稳定性与常规布局飞机具有很大区别。因此无尾飞翼布局飞机在概念设计阶段,必须在进行气动性能优化的同时,计算获得较为准确的气动导数数据以对飞... 由于没有垂直安定面,无尾飞翼布局飞机航向安定性通常接近中立或略微为负,造成了其横航向稳定性与常规布局飞机具有很大区别。因此无尾飞翼布局飞机在概念设计阶段,必须在进行气动性能优化的同时,计算获得较为准确的气动导数数据以对飞机横航向稳定性进行分析,这对气动计算软件计算精度和效率提出了很高的要求。本文在现有涡格法计算软件的基础上,提出了改进算法。以一概念飞翼布局飞机为算例进行计算,结果与风洞实验结果的对比证明:飞机具有侧滑角的情况下,改进算法比原算法计算精度有明显提高。 展开更多

关键词 涡格法 稳定性 无尾飞翼布局 飞行器

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基于非定常涡格法的扑翼飞行器气动特性优化 被引量：3

4

作者 贺红林 周翔 +1 位作者 朱保利 余春锦 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期74-79,共6页

旨在为柔性扑翼飞行器的翼面选型与设计提供一定依据,研究其气动优化。建立了扑翼的非定常涡格法(UVLM)尾涡模型;采用面向对象的编程技术对该模型进行求解并引入GPU流式编程技术实现了UVLM并行计算,使其执行效率提高了3倍;以升力和推力... 旨在为柔性扑翼飞行器的翼面选型与设计提供一定依据,研究其气动优化。建立了扑翼的非定常涡格法(UVLM)尾涡模型;采用面向对象的编程技术对该模型进行求解并引入GPU流式编程技术实现了UVLM并行计算,使其执行效率提高了3倍;以升力和推力的最大化为目标,并采用模式搜索法对扑翼的扑动与俯仰运动相位差、扑动频率与柔性扭转角以及翼面结构进行了优化。结果显示,要获得尽可能大的气动推力,翼面应设计成倒梯形且其外翼段应具较大面积,要使升力最大化则需将翼面设计成正梯形布局并应使内翼段面积较大;为进一步提高FMAV推力,应在增大扑动频率的同时适当减小翼面的柔性扭转角。研究表明,内嵌UVLM的模式搜索法可望成为FMAV气动优化的一个重要工具。 展开更多

关键词 扑翼飞行器 尾涡模型 非定常涡格法(UVLM) 模式搜索法 气动优化

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基于涡格法的近程无人机气动优化与风洞实验验证 被引量：3

5

作者 李大伟 阎文成 江峰 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期61-65,共5页

针对低雷诺数的近程无人机,利用涡格法(VLM)对无人机气动特性进行了加装翼尖小翼优化设计,并通过风洞实验进行了验证。首先给出了翼尖小翼的几何参数并分析其对全机气动特性的影响,其次利用涡格法对小翼进行气动建模和优选,针对无人机... 针对低雷诺数的近程无人机,利用涡格法(VLM)对无人机气动特性进行了加装翼尖小翼优化设计,并通过风洞实验进行了验证。首先给出了翼尖小翼的几何参数并分析其对全机气动特性的影响,其次利用涡格法对小翼进行气动建模和优选,针对无人机巡航状态给出了小翼优化结果,最后利用风洞实验对优化前后的无人机进行了吹风实验对比验证,实验结果表明,涡格法和风洞实验结果在线性段相符,涡格法能够较准确地描述和预测翼尖小翼特性,加装翼尖小翼后的无人机巡航状态升阻比提高12%,全机滚转阻尼加大,偏航阻尼变化很小。 展开更多

关键词 低雷诺数 翼尖小翼 涡格法 风洞实验 无人机

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基于涡格法的螺旋桨剖面拱线设计 被引量：1

6

作者 饶志强 杨晨俊 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2016年第4期38-43,共6页

船舶螺旋桨的叶剖面形状与其负荷形式、效率、空泡等水动力性能密切相关。剖面拱线与剖面的负荷分布有直接关系。为了设计给定负荷分布的剖面拱线,提出用升力分布定义螺旋桨剖面拱线的负荷分布,在此基础上对升力分布进行参数化表达,并... 船舶螺旋桨的叶剖面形状与其负荷形式、效率、空泡等水动力性能密切相关。剖面拱线与剖面的负荷分布有直接关系。为了设计给定负荷分布的剖面拱线,提出用升力分布定义螺旋桨剖面拱线的负荷分布,在此基础上对升力分布进行参数化表达,并进行拱线设计。拱线的设计采用Newton-Raphson迭代方法使拱线的升力分布满足给定值,拱线的性能计算采用基于薄翼理论的二维涡格法。计算表明:涡格法与Newton-Raphson迭代方法相结合能够精确并快速设计满足给定升力分布的拱线。最后,修改升力分布的部分参数,并由此设计了SJ系列拱线供剖面设计参考。 展开更多

关键词 螺旋桨叶剖面 拱线设计 升力分布 涡格法 SJ系列拱线

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非线性涡格法应用于大攻角战术弹新进展 被引量：3

7

作者 林炳秋 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 1995年第2期173-178,共6页

应用非线性涡格法（ＮＶＬＭ）计算了大攻角战术弹的气动性能。通过迭代方法、分离涡理论模型的改进，以及采用一系列算法技巧，克服了收敛性上的困难。成功地模拟带弹身脱体涡的翼体组合和翼体尾组合各种分离涡和非线性气动性能；其中... 应用非线性涡格法（ＮＶＬＭ）计算了大攻角战术弹的气动性能。通过迭代方法、分离涡理论模型的改进，以及采用一系列算法技巧，克服了收敛性上的困难。成功地模拟带弹身脱体涡的翼体组合和翼体尾组合各种分离涡和非线性气动性能；其中包括更为复杂的“××”布局。大大增加了ＮＶＬＭ在工程实用中的适应性和灵活性。 展开更多

关键词 导弹 非线性涡格法 翼体尾组合 分离涡 战术导弹

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涡格法中Multhopp离散的超收敛性的进一步研究(英文)

8

作者 朱克勤 庄礼贤 童秉纲 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 1997年第4期488-496,共9页

在中弧线为四阶以下多项式的二维薄翼绕流问题的研究中，Multhopp离散超收敛性的证明展示了涡格法中优化的离散化格式的潜力。本文把这一研究扩展到中弧线为任意N阶多项式的二维薄翼绕流的一般情况。通过误差分析，证明了Multhopp离散... 在中弧线为四阶以下多项式的二维薄翼绕流问题的研究中，Multhopp离散超收敛性的证明展示了涡格法中优化的离散化格式的潜力。本文把这一研究扩展到中弧线为任意N阶多项式的二维薄翼绕流的一般情况。通过误差分析，证明了Multhopp离散对该问题可以得到离散化误差为零的翼面涡密度、升力和俯仰力矩，唯一的要求是使用的离散元数目应大于［（N＋1）／2］。 展开更多

关键词 涡格法 超收敛性 离散化误差 不可压缩流动

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基于状态空间涡格法的阵风减缓分析 被引量：3

9

作者 杨澜 安朝 +1 位作者 谢长川 杨超 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期1200-1209,共10页

阵风响应计算及阵风减缓控制系统设计是飞行器气动弹性分析中的重要内容。基于状态空间涡格法(VLM)建立飞行器阵风气动力模型,给出有限元结构模态及控制面模态广义自由度与涡格法控制点边界条件的插值关系,建立适用于复杂模型的阵风响... 阵风响应计算及阵风减缓控制系统设计是飞行器气动弹性分析中的重要内容。基于状态空间涡格法(VLM)建立飞行器阵风气动力模型,给出有限元结构模态及控制面模态广义自由度与涡格法控制点边界条件的插值关系,建立适用于复杂模型的阵风响应分析方法,弥补了传统阵风响应分析方法需要进行有理函数拟合或迭代计算资源消耗大等不足。在此基础上,基于经典PID控制方法设计阵风减缓控制系统,仿真得到离散阵风及von Karman连续阵风激励下的系统开/闭环时域响应情况,对比响应幅值计算减缓率。仿真计算结果表明:根据所提方法建立的阵风响应分析方法准确,阵风减缓控制系统能有效降低原气动弹性系统的阵风响应。 展开更多

关键词 气动弹性 气动伺服弹性 阵风响应 阵风减缓控制系统 涡格法(VLM)

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二维涡格法的超收敛性 被引量：1

10

作者 朱克勤 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 1990年第4期379-387,共9页

本文提出并研究了二维涡格法的超收敛性。在离散化误差分析中,与薄翼理论的二维平板精确解进行比较,根据Chebychev多项式理论,导出了涡格法中具有超收敛性的离散化格式。并证明了这种离散化格式对二维抛物弧板和三次曲线弧板等问题也具... 本文提出并研究了二维涡格法的超收敛性。在离散化误差分析中,与薄翼理论的二维平板精确解进行比较,根据Chebychev多项式理论,导出了涡格法中具有超收敛性的离散化格式。并证明了这种离散化格式对二维抛物弧板和三次曲线弧板等问题也具有超收敛性。 展开更多

关键词 涡格法 超收敛性 薄翼理论 离散化

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涡格法中二等分平板的升力和力矩的高精度解

11

作者 朱克勤 《气动实验与测量控制》 CSCD 1990年第1期76-81,共6页

本文从点涡和控制点位置的选取出发,研究涡格法中二等分二维平板的升力和力矩的高精度解。发现除传统的1/4和3/4法则之外,还有服从一定规律的无穷多种离散化格式存在,均可以得到精确的升力和力矩。这就为在保证升力和力矩精确的前提下,... 本文从点涡和控制点位置的选取出发,研究涡格法中二等分二维平板的升力和力矩的高精度解。发现除传统的1/4和3/4法则之外,还有服从一定规律的无穷多种离散化格式存在,均可以得到精确的升力和力矩。这就为在保证升力和力矩精确的前提下,寻找优于传统涡格法的载荷分布提供了理论依据。 展开更多

关键词 涡格法 平板 气动力计算 点涡

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基于学习算法的结构大变形预测及气动弹性分析 被引量：1

12

作者 陈乔 安朝 +1 位作者 谢长川 杨超 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第3期943-952,共10页

大柔性飞行器在气动载荷作用下会产生较大的结构变形,动力学特性发生明显改变,准确的结构变形预测对大柔性飞行器设计及气动弹性仿真具有重要意义。几何非线性有限元等全阶结构模型仿真效率低,已有的非线性结构降阶模型(ROM)具有较高的... 大柔性飞行器在气动载荷作用下会产生较大的结构变形,动力学特性发生明显改变,准确的结构变形预测对大柔性飞行器设计及气动弹性仿真具有重要意义。几何非线性有限元等全阶结构模型仿真效率低,已有的非线性结构降阶模型(ROM)具有较高的仿真效率,但建立降阶模型的过程中需要大量样本数据。基于学习算法建立考虑几何非线性因素的大柔性结构静变形预测模型,利用均方根误差(RMSE)对该预测模型进行性能评估,论证几类学习算法在结构大变形预测中的适用性。结合结构大变形预测模型与曲面涡格法(VLM)提出一种新的几何非线性静气动弹性分析方法,兼顾计算精度与效率。采用所提方法计算单梁式机翼静气动弹性变形,对比仿真结果与风洞试验结果,表明所提方法计算精度及效率高,实际应用价值较大。 展开更多

关键词 几何非线性 机器学习 气动弹性 涡格法 结构大变形

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基于神经网络代理模型和遗传算法的适伴流最佳环量对转桨设计方法

13

作者 薛颖 黄永生 杨晨俊 《船舶力学》 北大核心 2025年第4期517-527,共11页

基于升力面理论涡格法提出了一种适伴流最佳环量对转桨的设计方法。该方法首先建立了对转桨径向环量分布与推力、扭矩之间非线性关系的神经网络代理模型,其数据样本由涡格法计算得到;然后采用遗传算法,在给定总推力和扭矩平衡的约束条件... 基于升力面理论涡格法提出了一种适伴流最佳环量对转桨的设计方法。该方法首先建立了对转桨径向环量分布与推力、扭矩之间非线性关系的神经网络代理模型,其数据样本由涡格法计算得到;然后采用遗传算法,在给定总推力和扭矩平衡的约束条件下,以总效率为目标对前、后桨的径向环量分布进行优化;最后根据优化得到的最佳环量分布及指定的弦向负荷分布形式设计前、后桨的螺距分布及拱弧面。以高速水下航行体的对转桨为例进行研究,并用非定常RANS方法进行了自航模拟,验证结果表明,设计桨的自航点转速与原型桨基本相同,总效率和扭矩平衡度都有所提高。 展开更多

关键词 对转桨 适伴流 最佳环量分布 神经网络 遗传算法 涡格法

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升力面尾涡卷起的地面效应(英文) 被引量：1

14

作者 朱克勤 高见颖郎 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 1989年第4期383-393,共11页

本文就二维平板从理论上证明了改进涡格法的超收敛性。用该方法研究了近地升力面尾涡卷起的地面效应。尾涡面上的自由线涡方向应与当地流线方向一致,通过迭代满足这一非线性边界条件的确定尾涡的形状。地面效应以镜象涡系模拟。一系列... 本文就二维平板从理论上证明了改进涡格法的超收敛性。用该方法研究了近地升力面尾涡卷起的地面效应。尾涡面上的自由线涡方向应与当地流线方向一致,通过迭代满足这一非线性边界条件的确定尾涡的形状。地面效应以镜象涡系模拟。一系列计算结果表明迭代迅速收敛。本文讨论了升力面距地高度对尾涡位置和形状的影响,计算表明当该高度小于一定距离后,尾涡呈现不稳定。 展开更多

关键词 地面效应 尾涡 涡格法

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动力布局对分布式电推进飞机气动性能的影响

15

作者 成志勇 杨佑绪 +1 位作者 卢嘉成 刘易斯 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期81-96,共16页

分布式电推进(DEP)飞机气动综合收益受分布式动力/机翼强气动耦合效应的影响,揭示其变化规律及流动机理是开展分布式电推进飞行器设计的关键。本文针对分布式螺旋桨-机翼布局,基于涡格法-激励盘理论(VLM-ADT)气动特性快速求解方法开展DE... 分布式电推进(DEP)飞机气动综合收益受分布式动力/机翼强气动耦合效应的影响,揭示其变化规律及流动机理是开展分布式电推进飞行器设计的关键。本文针对分布式螺旋桨-机翼布局,基于涡格法-激励盘理论(VLM-ADT)气动特性快速求解方法开展DEP布局气动性能研究,重点研究了螺旋桨数量、旋转方向、螺旋桨间隔3个要素对升阻比L/D、功率载荷T/P、总效率L/P等气动性能指标的影响。结果表明:随着螺旋桨数量的增加叠加效应会减弱,升阻比减小,但总效率增大。当螺旋桨数量小于等于5时,同向旋转构型的升阻比大于反向旋转构型。当螺旋桨数为7时,反向旋转构型升阻比大于同向旋转构型。与同向旋转构型相比,桨盘载荷增加时,反向旋转构型的升阻比会增加。分布式螺旋桨密集布置在翼尖时会同时增加升力和阻力;当翼尖螺旋桨固定在翼尖、其他螺旋桨密集布置在机翼中心附近时,翼尖螺旋桨的上洗效应会削弱翼尖涡,具有增升减阻效果,且升力比螺旋桨集中在翼尖构型时增加得更多。 展开更多

关键词 分布式电推进 动力布局 气动特性 螺旋桨滑流 涡格法-激励盘理论

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吊舱对螺旋桨水动力性能的影响 被引量：42

16

作者 杨晨俊 钱正芳 马骋 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第8期1229-1233,共5页

基于单桨式吊舱推进器定常水动力性能的理论计算方法及试验 ,探讨了吊舱对螺旋桨水动力性能的影响 .性能理论计算中螺旋桨采用升力面理论涡格法 ,吊舱采用面元法 ,对螺旋桨与吊舱的相互影响进行了时间平均及迭代处理 .通过计算分析了吊... 基于单桨式吊舱推进器定常水动力性能的理论计算方法及试验 ,探讨了吊舱对螺旋桨水动力性能的影响 .性能理论计算中螺旋桨采用升力面理论涡格法 ,吊舱采用面元法 ,对螺旋桨与吊舱的相互影响进行了时间平均及迭代处理 .通过计算分析了吊舱对桨叶载荷分布的影响 ,以及吊舱引起的伴流分布特性 . 展开更多

关键词 电力推进 吊舱推进器 螺旋桨 涡格法 尾涡模型

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仿鸟复合振动的扑翼气动分析 被引量：55

17

作者 曾锐 昂海松 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期6-12,共7页

根据绿头鸭飞行的录像片断 ,对其平飞时翅膀的扑动模型进行简化 ,提出了一种新的变速 -折叠扑翼扑动模型 ,使之更符合鸟类翅膀的实际扑动规律。通过非定常涡格法的比较计算发现 ,以该新模型规律运动的扑动翼 ,在一个周期内的平均升力系... 根据绿头鸭飞行的录像片断 ,对其平飞时翅膀的扑动模型进行简化 ,提出了一种新的变速 -折叠扑翼扑动模型 ,使之更符合鸟类翅膀的实际扑动规律。通过非定常涡格法的比较计算发现 ,以该新模型规律运动的扑动翼 ,在一个周期内的平均升力系数较原有的匀角速度刚性模型有了显著增加 ,更适用于设计微型扑翼机。本文较详细地计算分析了扑翼平均升力系数随着扑动幅度、俯仰幅度以及扑动频率等各种扑动参数的变化曲线 ,为微型扑翼机的设计提供了一定的参考依据。 展开更多

关键词 扑翼机 微型飞行器 扑翼模型 非定常涡格法

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桨舵干扰系统非定常水动力性能预估(英文) 被引量：9

18

作者 张建华 王国强 蒋少剑 《船舶力学》 EI 2003年第3期48-57,共10页

基于对桨舵干扰的系统研究 ,本文提供了一个桨舵非定常干扰问题的理论计算方法 ,桨采用非定常涡格法 ,舵采用基于速度势的非定常面元法。在时域范围内通过迭代计算考虑螺旋桨和舵的相互影响。文中提供了一些算例考核 ,通过与实验结果对... 基于对桨舵干扰的系统研究 ,本文提供了一个桨舵非定常干扰问题的理论计算方法 ,桨采用非定常涡格法 ,舵采用基于速度势的非定常面元法。在时域范围内通过迭代计算考虑螺旋桨和舵的相互影响。文中提供了一些算例考核 ,通过与实验结果对比 ,证明本文提供的方法是可靠的 ,可供实际应用。 展开更多

关键词 桨舵干扰系统 非定常水动力性能 计算方法 非定常涡格法 螺旋桨 舵 非定常面元法

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仿胸鳍推进系统的水动力分析 被引量：5

19

作者 苏玉民 曹庆明 赖伟成 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期727-733,共7页

针对刚性胸鳍建立了二自由度、三自由度的运动模型,同时提出了行程时间比运动模型.在此基础上,从面元法出发,根据偶极子分布与漩涡分布的等效性,发展得到非定常涡格法的理论公式,利用非定常涡格法分析刚性胸鳍的水动力性能.胸鳍的运动... 针对刚性胸鳍建立了二自由度、三自由度的运动模型,同时提出了行程时间比运动模型.在此基础上,从面元法出发,根据偶极子分布与漩涡分布的等效性,发展得到非定常涡格法的理论公式,利用非定常涡格法分析刚性胸鳍的水动力性能.胸鳍的运动由静止突然加速到恒定,在每个时间步长内用定常涡格法求解附着涡的涡强.自由涡由边缘泄出,并按时间步长逐步自动生成,并考虑其强度的耗散.采用B iot-Savart定理求涡系的诱导速度,通过非定常伯努利方程导出压力计算公式,从而得到胸鳍的水动力性能. 展开更多

关键词 胸鳍 非定常涡格法 水动力 运动模型

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带前置或后置定子导管桨性能理论预报(英文) 被引量：12

20

作者 王国强 杨晨俊 《船舶力学》 EI 1999年第3期1-7,共7页

本文提供了一个带前置或后置定子导管螺旋桨水动力性能的数值计算方法，本方法采用面元法求解绕导管和桨毂周围的流动、而螺旋桨叶和定子周围的流动则用涡格法来求解。对绕导管、螺旋桨和定子的三因次流动分别进行计算，其间的相互影响... 本文提供了一个带前置或后置定子导管螺旋桨水动力性能的数值计算方法，本方法采用面元法求解绕导管和桨毂周围的流动、而螺旋桨叶和定子周围的流动则用涡格法来求解。对绕导管、螺旋桨和定子的三因次流动分别进行计算，其间的相互影响则通过迭代方法于以考虑。为了减少计算量，三者之间的诱导速度相互影响均采用周向平均值，计算采用轮转迭代方法，即依次对桨、定子和导管运行相应程序，直至各部分水动力收敛。应用本方法对一些算例进行了计算，数值结果与试验数据吻合良好。 展开更多

关键词 涡格法 面元法 导管螺旋桨 节能 船舶

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