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进口拐角波系对超燃冲压发动机尾喷管的性能影响
1
作者
陈冲
葛建辉
+2 位作者
徐惊雷
苏鹏
俞凯凯
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第10期3250-3261,共12页
为了探究进口拐角波系对超燃冲压发动机喷管的壁面压力分布作用机制,考虑进口拐角波系对超燃冲压发动机尾喷管性能的影响,开展不同拐角波及其强度对喷管气动参数影响的数值模拟分析。进行数值方法有效性和网格无关性验证,利用不同的前...
为了探究进口拐角波系对超燃冲压发动机喷管的壁面压力分布作用机制,考虑进口拐角波系对超燃冲压发动机尾喷管性能的影响,开展不同拐角波及其强度对喷管气动参数影响的数值模拟分析。进行数值方法有效性和网格无关性验证,利用不同的前后台阶来形成进口拐角波系,研究了不同波系和波系强度对喷管气动性能的影响。结果表明,进口拐角波系造成的进口非均匀对喷管气动性能造成显著影响,其中推力系数在上下壁面存在后台阶时最大增加13.98%,升力在下壁面前台阶时提高94.32%,而俯仰力矩则在上壁面前台阶、下壁面后台阶时最多降低35.47%。当喷管进口存在单侧前台阶时,随台阶高度增加,升力与俯仰力矩的变化趋势一致;而喷管进口存在单侧后台阶时,结论相反。此外,壁面台阶对喷管性能的影响是相互独立的,且基本符合线性叠加原理。
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关键词
超燃冲压发动机
喷管
膨胀
波
/
激
波
前/后台阶
气动性能
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职称材料
吸气式高超声速飞行器动力学特性分析
被引量:
8
2
作者
马辉
袁建平
方群
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2007年第5期1100-1104,共5页
吸气式高超声速飞行器是下一代单级入轨和高超声速巡航研究的重点飞行器。其机身/发动机组合对飞行器动力学影响不同于常规飞行器,不能通过常规的气动分析方法对整体飞行器进行气动力计算分析。提出了利用激波膨胀波理论计算飞行器上表...
吸气式高超声速飞行器是下一代单级入轨和高超声速巡航研究的重点飞行器。其机身/发动机组合对飞行器动力学影响不同于常规飞行器,不能通过常规的气动分析方法对整体飞行器进行气动力计算分析。提出了利用激波膨胀波理论计算飞行器上表面的气动力,利用二维流场中的牛顿激波理论计算飞行器前体下表面的气动力,采用一维定常流模拟发动机内部工作流场,膨胀波理论计算飞行器后体气动力的吸气式高超声速飞行器整体气动分析方法。仿真分析验证了本方法的可行性和正确性。
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关键词
吸气式高超声速飞行器
冲压发动机
激波膨胀波
理论
牛顿
激
波
理论
机身/发动机组合
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职称材料
基于Busemann双翼构型的超音速导弹减阻技术研究
被引量:
10
3
作者
华如豪
叶正寅
《应用力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2012年第5期535-540,627,共6页
针对超音速飞行器在飞行过程中要承受的强激波带来的不利波阻,本文与传统单翼进行对比,分析了Busemann超音速双翼构型的减阻原理并充分利用了双翼间激波膨胀波的有利干涉和机翼厚度减小所带来的激波减弱效应。以常规气动布局的超音速导...
针对超音速飞行器在飞行过程中要承受的强激波带来的不利波阻,本文与传统单翼进行对比,分析了Busemann超音速双翼构型的减阻原理并充分利用了双翼间激波膨胀波的有利干涉和机翼厚度减小所带来的激波减弱效应。以常规气动布局的超音速导弹为研究对象,数值计算结果表明:设计巡航条件下,来流马赫数为2.5时,采用新型双翼气动布局能够使波阻减小42%。同时,为了消除非设计马赫数下Busemann双翼构型的壅塞问题,本文探索了一种转折变形翼面技术,计算结果表明:通过控制机翼前缘入口处和最大厚度处的面积比,该方案在非设计条件下能够基本消除阻力剧增问题。此外,在Busemann双翼基础上改进的上下翼非对称的超音速双翼构型可进一步改善实际有升力飞行条件下模型的气动性能,将所计算导弹模型巡航状态的升阻比提高了22%。综合以上结果表明,本文介绍的减阻技术可以为超声速导弹的研制和发展提供新的设计思路。
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关键词
超音速减阻
Busemann双翼
激波膨胀波
干涉
气动特性
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职称材料
超声速物面振动气动力的非线性效应研究
被引量:
1
4
作者
刘成
叶正寅
《空气动力学学报》
CSCD
北大核心
2018年第6期1027-1033,共7页
研究了超声速物面振动中气动力非线性的主要来源,分析了影响非线性效应的主要因素。首先建立考虑激波膨胀波的活塞理论,将其计算结果与活塞理论、Euler方程的结果进行对比,明确了活塞理论高阶项所代表的物理意义。同时研究活塞理论在具...
研究了超声速物面振动中气动力非线性的主要来源,分析了影响非线性效应的主要因素。首先建立考虑激波膨胀波的活塞理论,将其计算结果与活塞理论、Euler方程的结果进行对比,明确了活塞理论高阶项所代表的物理意义。同时研究活塞理论在具有单侧气流的壁板振动以及具有双侧气流的物面振动中的应用,分析这两种不同研究对象的气动力非线性效应。探究了振动频率对气动力非线性的影响规律,重新标定了线性活塞理论的应用范围。得出主要结论:(1)超声速物面振动过程中产生的激波膨胀波是气动力非线性的主要来源,壁板模态的对称性加剧了这种非线性效应;(2)在具有双面超声速气流的物面振动中,气动力的非线性效应显著减弱;(3)活塞理论的高阶项的物理意义是激波膨胀波带来的非线性效应,这种非线性效应随振动频率的增长先减弱后加强。
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关键词
活塞理论
非线性效应
激波膨胀波
壁板模态
来流条件
振动频率
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职称材料
栅格尾翼导弹空气动力特性的计算与分析
被引量:
6
5
作者
陆中荣
杨骥
《导弹与航天运载技术》
北大核心
2001年第3期7-12,共6页
将单独栅格翼气动特性的计算推广应用于计算栅格尾翼导弹在亚、跨、超音速流中的法向力、俯仰力矩和轴向力系数以及载荷分布。对于小的迎角和舵偏角 ,栅格尾翼的法向力特性在亚音速时用基于升力面理论的涡格法计算 ,在跨音速时用一维流...
将单独栅格翼气动特性的计算推广应用于计算栅格尾翼导弹在亚、跨、超音速流中的法向力、俯仰力矩和轴向力系数以及载荷分布。对于小的迎角和舵偏角 ,栅格尾翼的法向力特性在亚音速时用基于升力面理论的涡格法计算 ,在跨音速时用一维流理论计算 ,在超音速时用激波 -膨胀波法计算 ;弹体对尾翼的干扰 ,用尾翼处在弹体的横向上洗流场中来模拟。尾翼对弹体干扰所引起的附加载荷用镜像法计算。对于中等大的迎角和舵偏角 ,栅格尾翼的法向力用经验公式计算。单独弹体的法向力特性 ,在亚音速时采用 Jorgensen的理论与修正的细长体理论相结合的方法计算 ,在超音速时用 Aiello建立的数据相关法计算。通过实例计算 ,得到与实验数据吻合良好的满意结果。计算结果表明 ,栅格尾翼的空气动力有许多特有的性质 ,将它应用到导弹上作稳定面和控制面 。
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关键词
涡格法
激
波
-
膨胀
波
法
镜像法
栅格尾翼
导弹尾翼
导弹
空气动力
计算
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职称材料
变截面管道对引信电机涡轮转速的控制研究
6
作者
陈志敏
《机械科学与技术》
CSCD
北大核心
2000年第z1期171-172,176,共3页
应用气体动力学的爆炸波理论、激波膨胀波理论以及变截面一维管流理论,对风 能发电式引信的受力进行了理论分析和相应状态下的引信受力情况进行了计算。设 计出超音速范围下符合标准的引信电机涡轮转速的管道形状,保证了引信电机在马...
应用气体动力学的爆炸波理论、激波膨胀波理论以及变截面一维管流理论,对风 能发电式引信的受力进行了理论分析和相应状态下的引信受力情况进行了计算。设 计出超音速范围下符合标准的引信电机涡轮转速的管道形状,保证了引信电机在马 赫数为1.5、2.0及3.0时转速的稳定性。
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关键词
变截面管道
引信涡轮转速
激
波
和
膨胀
波
理论
一维管流理论
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职称材料
题名
进口拐角波系对超燃冲压发动机尾喷管的性能影响
1
作者
陈冲
葛建辉
徐惊雷
苏鹏
俞凯凯
机构
南京航空航天大学能源与动力学院
出处
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第10期3250-3261,共12页
基金
国家自然科学基金(11802123)。
文摘
为了探究进口拐角波系对超燃冲压发动机喷管的壁面压力分布作用机制,考虑进口拐角波系对超燃冲压发动机尾喷管性能的影响,开展不同拐角波及其强度对喷管气动参数影响的数值模拟分析。进行数值方法有效性和网格无关性验证,利用不同的前后台阶来形成进口拐角波系,研究了不同波系和波系强度对喷管气动性能的影响。结果表明,进口拐角波系造成的进口非均匀对喷管气动性能造成显著影响,其中推力系数在上下壁面存在后台阶时最大增加13.98%,升力在下壁面前台阶时提高94.32%,而俯仰力矩则在上壁面前台阶、下壁面后台阶时最多降低35.47%。当喷管进口存在单侧前台阶时,随台阶高度增加,升力与俯仰力矩的变化趋势一致;而喷管进口存在单侧后台阶时,结论相反。此外,壁面台阶对喷管性能的影响是相互独立的,且基本符合线性叠加原理。
关键词
超燃冲压发动机
喷管
膨胀
波
/
激
波
前/后台阶
气动性能
Keywords
scramjet
nozzle
expansion wave/shock wave
forward/backward steps
aerodynamic performance
分类号
V231.3 [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
吸气式高超声速飞行器动力学特性分析
被引量:
8
2
作者
马辉
袁建平
方群
机构
西北工业大学航天学院
出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2007年第5期1100-1104,共5页
文摘
吸气式高超声速飞行器是下一代单级入轨和高超声速巡航研究的重点飞行器。其机身/发动机组合对飞行器动力学影响不同于常规飞行器,不能通过常规的气动分析方法对整体飞行器进行气动力计算分析。提出了利用激波膨胀波理论计算飞行器上表面的气动力,利用二维流场中的牛顿激波理论计算飞行器前体下表面的气动力,采用一维定常流模拟发动机内部工作流场,膨胀波理论计算飞行器后体气动力的吸气式高超声速飞行器整体气动分析方法。仿真分析验证了本方法的可行性和正确性。
关键词
吸气式高超声速飞行器
冲压发动机
激波膨胀波
理论
牛顿
激
波
理论
机身/发动机组合
Keywords
Air-breathing hypersonic vehicle
Scramjet
Shock expansion theory
Newtonian theory
Frame/engine integration
分类号
V412 [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
基于Busemann双翼构型的超音速导弹减阻技术研究
被引量:
10
3
作者
华如豪
叶正寅
机构
西北工业大学翼型叶栅空气动力学国家重点实验室
出处
《应用力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2012年第5期535-540,627,共6页
文摘
针对超音速飞行器在飞行过程中要承受的强激波带来的不利波阻,本文与传统单翼进行对比,分析了Busemann超音速双翼构型的减阻原理并充分利用了双翼间激波膨胀波的有利干涉和机翼厚度减小所带来的激波减弱效应。以常规气动布局的超音速导弹为研究对象,数值计算结果表明:设计巡航条件下,来流马赫数为2.5时,采用新型双翼气动布局能够使波阻减小42%。同时,为了消除非设计马赫数下Busemann双翼构型的壅塞问题,本文探索了一种转折变形翼面技术,计算结果表明:通过控制机翼前缘入口处和最大厚度处的面积比,该方案在非设计条件下能够基本消除阻力剧增问题。此外,在Busemann双翼基础上改进的上下翼非对称的超音速双翼构型可进一步改善实际有升力飞行条件下模型的气动性能,将所计算导弹模型巡航状态的升阻比提高了22%。综合以上结果表明,本文介绍的减阻技术可以为超声速导弹的研制和发展提供新的设计思路。
关键词
超音速减阻
Busemann双翼
激波膨胀波
干涉
气动特性
Keywords
wave drag reduction for supersonic flight,Busemann biplane,shock wave and expansion wave interference,aerodynamic performance
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]
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职称材料
题名
超声速物面振动气动力的非线性效应研究
被引量:
1
4
作者
刘成
叶正寅
机构
西北工业大学航空学院
出处
《空气动力学学报》
CSCD
北大核心
2018年第6期1027-1033,共7页
基金
国家自然科学基金项目(11732013)
文摘
研究了超声速物面振动中气动力非线性的主要来源,分析了影响非线性效应的主要因素。首先建立考虑激波膨胀波的活塞理论,将其计算结果与活塞理论、Euler方程的结果进行对比,明确了活塞理论高阶项所代表的物理意义。同时研究活塞理论在具有单侧气流的壁板振动以及具有双侧气流的物面振动中的应用,分析这两种不同研究对象的气动力非线性效应。探究了振动频率对气动力非线性的影响规律,重新标定了线性活塞理论的应用范围。得出主要结论:(1)超声速物面振动过程中产生的激波膨胀波是气动力非线性的主要来源,壁板模态的对称性加剧了这种非线性效应;(2)在具有双面超声速气流的物面振动中,气动力的非线性效应显著减弱;(3)活塞理论的高阶项的物理意义是激波膨胀波带来的非线性效应,这种非线性效应随振动频率的增长先减弱后加强。
关键词
活塞理论
非线性效应
激波膨胀波
壁板模态
来流条件
振动频率
Keywords
piston theory
nonlinear utility
shock and expansion waves
panel modal
flow condition
vibration frequency
分类号
V211.15 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
V211.47 [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
栅格尾翼导弹空气动力特性的计算与分析
被引量:
6
5
作者
陆中荣
杨骥
机构
北京航空航天大学流体力学研究所
出处
《导弹与航天运载技术》
北大核心
2001年第3期7-12,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目
文摘
将单独栅格翼气动特性的计算推广应用于计算栅格尾翼导弹在亚、跨、超音速流中的法向力、俯仰力矩和轴向力系数以及载荷分布。对于小的迎角和舵偏角 ,栅格尾翼的法向力特性在亚音速时用基于升力面理论的涡格法计算 ,在跨音速时用一维流理论计算 ,在超音速时用激波 -膨胀波法计算 ;弹体对尾翼的干扰 ,用尾翼处在弹体的横向上洗流场中来模拟。尾翼对弹体干扰所引起的附加载荷用镜像法计算。对于中等大的迎角和舵偏角 ,栅格尾翼的法向力用经验公式计算。单独弹体的法向力特性 ,在亚音速时采用 Jorgensen的理论与修正的细长体理论相结合的方法计算 ,在超音速时用 Aiello建立的数据相关法计算。通过实例计算 ,得到与实验数据吻合良好的满意结果。计算结果表明 ,栅格尾翼的空气动力有许多特有的性质 ,将它应用到导弹上作稳定面和控制面 。
关键词
涡格法
激
波
-
膨胀
波
法
镜像法
栅格尾翼
导弹尾翼
导弹
空气动力
计算
Keywords
Vortex lattice method,Shock expansion wave method,mirror image method,Grid fin,Missile fin.
分类号
TJ760.11 [兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
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职称材料
题名
变截面管道对引信电机涡轮转速的控制研究
6
作者
陈志敏
机构
西北工业大学飞机制造系
出处
《机械科学与技术》
CSCD
北大核心
2000年第z1期171-172,176,共3页
文摘
应用气体动力学的爆炸波理论、激波膨胀波理论以及变截面一维管流理论,对风 能发电式引信的受力进行了理论分析和相应状态下的引信受力情况进行了计算。设 计出超音速范围下符合标准的引信电机涡轮转速的管道形状,保证了引信电机在马 赫数为1.5、2.0及3.0时转速的稳定性。
关键词
变截面管道
引信涡轮转速
激
波
和
膨胀
波
理论
一维管流理论
Keywords
Pipeline of variable cross section
The fuse generator
Theory of shock and expansion wave
分类号
TK16 [动力工程及工程热物理—热能工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
进口拐角波系对超燃冲压发动机尾喷管的性能影响
陈冲
葛建辉
徐惊雷
苏鹏
俞凯凯
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
2
吸气式高超声速飞行器动力学特性分析
马辉
袁建平
方群
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2007
8
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职称材料
3
基于Busemann双翼构型的超音速导弹减阻技术研究
华如豪
叶正寅
《应用力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2012
10
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职称材料
4
超声速物面振动气动力的非线性效应研究
刘成
叶正寅
《空气动力学学报》
CSCD
北大核心
2018
1
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职称材料
5
栅格尾翼导弹空气动力特性的计算与分析
陆中荣
杨骥
《导弹与航天运载技术》
北大核心
2001
6
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职称材料
6
变截面管道对引信电机涡轮转速的控制研究
陈志敏
《机械科学与技术》
CSCD
北大核心
2000
0
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职称材料
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