总压畸变对离心压气机动静干涉非定常效应影响的数值研究

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作者 张靓睿 刘艳明 孙士珺 《推进技术》 北大核心 2025年第7期28-38,共11页

离心压气机进气畸变下的动静干涉现象具有更加强烈的非定常效应,直接影响压气机的气动性能和稳定性。本文针对某高负荷离心压气机开展三维全通道非定常数值模拟,研究总压畸变对动静干涉非定常效应的影响。结果表明:动静干涉扰动同时向... 离心压气机进气畸变下的动静干涉现象具有更加强烈的非定常效应,直接影响压气机的气动性能和稳定性。本文针对某高负荷离心压气机开展三维全通道非定常数值模拟,研究总压畸变对动静干涉非定常效应的影响。结果表明:动静干涉扰动同时向上下游传播,流道通流性降低;动静交界面处静压信号的6个本征模态函数分量分别捕获到特征频率,其中第3阶本征模态函数分量的峰值约为0.44倍主叶片通过频率,与气动不稳定性有关;Hilbert谱显示2.5 ms后出现失速先兆信号。总压畸变对动静干涉的影响表现为:总压畸变使径向扩压器对叶轮的干涉增强,50%弦向之后叶片负载的非定常性增强,叶轮间隙泄漏流溢出且横向发展造成流道阻塞;叶轮对径向扩压器干涉的增强使其叶表压力剧烈脉动,通道涡和喉部涡在扩压器通道横向迁移堆积,这些都加剧了压气机的气动不稳定性。 展开更多

关键词 离心压气机 总压畸变 动静干涉 非定常效应 近失速工况 气动稳定性

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燃气二次喷射推力矢量控制系统启动过程非定常效应研究 被引量：3

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作者 吴雄 王中伟 +1 位作者 焦绍球 张为华 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期220-226,共7页

采用数值模拟方法对燃气二次喷射推力矢量控制系统启动过程中非定常效应进行了研究。给出了详细的喷流瞬态干扰流场结构,以及喷流瞬态干扰区随时间改变的流场细节特性,分析了流动参数和发动机内弹道性能的动态变化过程。研究表明,主/次... 采用数值模拟方法对燃气二次喷射推力矢量控制系统启动过程中非定常效应进行了研究。给出了详细的喷流瞬态干扰流场结构,以及喷流瞬态干扰区随时间改变的流场细节特性,分析了流动参数和发动机内弹道性能的动态变化过程。研究表明,主/次流干扰流场内流动参数的分布及变化呈现复杂的多样性,启动过程中所呈现出的动态特性与系统稳定工作时有着明显的差异,侧向控制力、燃烧室平衡压强和发动机推力均有显著变化。在飞行器设计中,必须从安全控制的角度出发,考虑这一非定常效应的影响。 展开更多

关键词 燃气二次喷射 推力矢量控制 非定常效应 数值仿真

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燃气二次喷射推力矢量控制系统关闭过程非定常效应研究

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作者 吴雄 张健 +2 位作者 焦绍球 张为华 王中伟 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期806-812,共7页

采用数值模拟方法对燃气二次喷射推力矢量控制系统关闭过程中非定常效应进行研究。给出了主/次流瞬态干扰流场结构逐渐弱化消失的流场细节特性,分析了流动参数和发动机内弹道性能的动态变化过程。研究表明:燃气引流孔和燃气二次喷射孔... 采用数值模拟方法对燃气二次喷射推力矢量控制系统关闭过程中非定常效应进行研究。给出了主/次流瞬态干扰流场结构逐渐弱化消失的流场细节特性,分析了流动参数和发动机内弹道性能的动态变化过程。研究表明:燃气引流孔和燃气二次喷射孔附近压强振荡强烈,非定常过程产生的动载荷将引起飞行器结构振动;喷流干扰力的残余影响明显,随时间变化减小较慢,必须考虑非定常延迟效应对控制效果的影响。 展开更多

关键词 飞行器控制 导航技术 燃气二次喷射 推力矢量控制 非定常效应 数值仿真

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多段翼型非定常地面效应数值模拟 被引量：7

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作者 朱一西 陆志良 郭同庆 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2015年第6期806-811,共6页

发展了一种多段翼型着陆、起飞过程中非定常地面效应的数值模拟方法。针对着陆过程中翼型大位移运动问题,提出尽量保持翼型周围和尾迹区域网格随翼型做刚体运动的动网格策略,并采用一种简单的网格重构方法以保证翼型在整个下降过程中具... 发展了一种多段翼型着陆、起飞过程中非定常地面效应的数值模拟方法。针对着陆过程中翼型大位移运动问题,提出尽量保持翼型周围和尾迹区域网格随翼型做刚体运动的动网格策略,并采用一种简单的网格重构方法以保证翼型在整个下降过程中具有合理的网格分布。进一步建立起多段翼型非定常地面效应N-S方程计算方法,可应用于起降过程中多段翼型考虑非定常地面效应的实时数值模拟。NACA0012翼型和GAW-(1)两段翼型匀速下降过程的非定常升力计算结果均和相应准定常状态(下降速度折合为来流迎角)相吻合,说明了方法有效性。GAW-(1)两段翼型非定常和下降速度折合迎角加至翼型的准定常计算比较表明:多段翼型升力均随离地高度减小而降低,而非定常地面效应的影响随着离地高度的减小先小于准定常地面效应,而后有所增大。 展开更多

关键词 N-S方程 非定常地面效应 任意拉格朗日欧拉方法 多段翼型

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突变风下车-桥系统三分力系数演化规律的CFD分析 被引量：1

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作者 肖洋 何旭辉 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第2期723-733,共11页

为研究突变风作用下车-桥系统三分力非定常特性问题,以某大桥工程为背景,采用ANSYS Fluent有限元软件建立流线型箱梁和钝体和谐号列车精细化二维数值模型,基于UDF在模型速度入口设置6种突变风工况,分析不同加速度和有无初速度作用下的车... 为研究突变风作用下车-桥系统三分力非定常特性问题,以某大桥工程为背景,采用ANSYS Fluent有限元软件建立流线型箱梁和钝体和谐号列车精细化二维数值模型,基于UDF在模型速度入口设置6种突变风工况,分析不同加速度和有无初速度作用下的车-桥系统三分力及其系数演化规律。通过与均匀流对照,研究结果表明:在各突变风工况中,车-桥系统在加速初始和结束时刻会出现阻力跃升和跃跌,这可能与加速度的有无相关,其中流线型箱梁在加速过程中出现阻力超冲现象,超冲系数值最大可达4.1,而钝体列车超冲系数值维持在1.0~1.1,基本无阻力超冲现象。此外,比之无初速工况,有初速会降低阻力超冲系数值。3个气动力系数均出现显著的非定常特性,在加速初段,升力系数C_(L)(t)、阻力系数C_(D)(t)和扭矩系数C_M(t)波动幅度大,加速后段逐步平稳,回到均匀流相应水平。其中无初速的工况车-桥系统三分力系数非定常效应比有初速工况更为明显。在不同加速度的工况之间,非定常效应也存在差异性,对于有初速的突变风工况,在一定范围内,车-桥系统三分力系数非定常效应随着加速度的增大而增大,而对于无初速的工况则随着加速度的增大而减小。可见,有无初速度和加速度的大小是影响突变风下车-桥系统三分力系数非定常特性的因素。研究结果可为突变风作用的气动力非定常特性研究和高速列车行车安全性提供一定参考。 展开更多

关键词 突变风 车-桥系统 超冲系数 三分力系数 非定常效应 CFD

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内埋武器机弹分离动态风洞投放试验研究

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作者 姜金俊 陈连忠 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期173-179,共7页

基于动力学相似的动态风洞投放试验研究了尖拱圆柱体从空腔中分离的气动及运动特性,并创新性地采用快响应压敏漆技术对动态运动模型表面上的压力分布测量进行初步探索研究,试验中探究了不同空腔模型攻角(α=0°,-1.5°,-3°... 基于动力学相似的动态风洞投放试验研究了尖拱圆柱体从空腔中分离的气动及运动特性,并创新性地采用快响应压敏漆技术对动态运动模型表面上的压力分布测量进行初步探索研究,试验中探究了不同空腔模型攻角(α=0°,-1.5°,-3°)及弹体在空腔内的不同位置(L_(0)=25 mm,39 mm)对内埋武器机弹分离特性的影响。结果表明:弹体在空腔内的位置对机弹分离运动特性的影响最大,当L_(0)=25 mm时,弹体模型头部区域压力明显高于后部区域压力,产生抬头俯仰力矩,导致弹体模型俯仰角逐渐增大,最终碰撞空腔模型,降低载机攻角并未改变弹体模型碰撞空腔模型的效果。当L_(0)=39 mm时,弹体模型在给定的攻角下均能安全地从空腔中分离。 展开更多

关键词 内埋武器 机弹分离 气动干扰 风洞投放试验 非定常效应

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矩形断面迎风面脉动压力特性试验研究

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作者 黄晖 李少鹏 +1 位作者 张亮亮 李智扬 《土木与环境工程学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第4期143-150,共8页

当紊流流经矩形钝体时,由于漩涡的拉伸和旋转运动,其顺流向脉动压力具有明显的非定常性和空间三维性,且主要依赖于紊流积分尺度与结构特征尺寸之比。为了深入研究紊流尺度效应作用机理,以4:1矩形断面为研究对象,基于三维谱张量理论和刚... 当紊流流经矩形钝体时,由于漩涡的拉伸和旋转运动,其顺流向脉动压力具有明显的非定常性和空间三维性,且主要依赖于紊流积分尺度与结构特征尺寸之比。为了深入研究紊流尺度效应作用机理,以4:1矩形断面为研究对象,基于三维谱张量理论和刚性节段模型测压试验,系统研究矩形断面顺流向脉动压力的非定常气动力特性。结果表明:在紊流从矩形断面驻点至分离点运动过程中,脉动压力的谱能量从低频向高频转移,且该现象随着L_(u)/D(L_(u)为脉动风的纵向积分尺度,D为迎风面高度)的减小更明显。与之相比,紊流三维效应和畸变效应随L_(u)/D的增大而减弱,在此过程中脉动压力的能量由于阻塞效应只在低频发生了明显的衰减,在高频无明显变化。并通过引入三维压力导纳来揭示紊流作用下矩形断面迎风侧脉动压力的非定常效应机理,对于驻点压力,L_(u)/D越大,压力导纳越接近准定常理论;对于非驻点压力,其距驻点位置越远,阻塞效应对于低频能量的减弱作用越明显,紊流三维效应越弱,而高频的畸变效应则只由L_(u)/D控制。 展开更多

关键词 紊流 迎风面风压 非定常效应 风洞试验 压力导纳

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跨声速无粘流绕振动翼型流动的数值模拟 被引量：1

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作者 李锋 汪翼云 崔尔杰 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 1992年第1期111-116,共6页

本文从Euler方程出发,利用LU-ADI格式对绕二元振动翼型跨声速流场进行了数值模拟。文章中给出了绕NACA0012和NACA 64A 010翼型不同状态的几组数值结果,在同某些实验和其它文献结果基本吻合的前提下,研究了振动对翼型表面压力、激波位置... 本文从Euler方程出发,利用LU-ADI格式对绕二元振动翼型跨声速流场进行了数值模拟。文章中给出了绕NACA0012和NACA 64A 010翼型不同状态的几组数值结果,在同某些实验和其它文献结果基本吻合的前提下,研究了振动对翼型表面压力、激波位置的非定常效应以及其它振动参数对流场非定常效应的影响。 展开更多

关键词 振动翼 非定常效应 激波 数值模拟

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变形体超临界翼型动态气动特性

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作者 施文奎 王元靖 张兆 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2017年第2期192-197,共6页

为实现飞行器外形根据来流条件变化做出相应调整,需深入了解变形体非定常气动现象和机理。以典型超临界翼型为研究对象,分别制定了翼型厚度及弯度变形方案,实现了翼型柔性变形。利用数值仿真方法在高雷诺数条件下开展了翼型厚度、弯度... 为实现飞行器外形根据来流条件变化做出相应调整,需深入了解变形体非定常气动现象和机理。以典型超临界翼型为研究对象,分别制定了翼型厚度及弯度变形方案,实现了翼型柔性变形。利用数值仿真方法在高雷诺数条件下开展了翼型厚度、弯度连续变形带来的非定常效应。结果表明,翼型厚度、弯度连续变形均会形成明显的升、阻力系数迟滞环,且频率越高、幅度越大,变形导致的非定常效应也越强;相对而言,翼型弯度变形产生的非定常效应较厚度变形产生的非定常效应更明显。最后通过分析流线图及压力系数分布图发现,流动结构随几何变形的迟滞性会导致非定常效应的产生。 展开更多

关键词 超临界翼型 变形机翼 非定常效应 气动特性 流动结构

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涡轮盘腔燃气入侵及间隙剪切涡特性分析 被引量：2

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作者 白涛 杨青真 +3 位作者 刘建 张晶辉 张建华 白进 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期92-101,共10页

为揭示转-静相互作用下的非定常燃气入侵机理及轮缘大尺度涡结构的产生机制,对带有轴向封严结构的1.5级高压涡轮装置进行三维非定常数值模拟,结合实验结果和盘腔内的经典流动理论对数值方法进行了验证。研究结果表明:转子前缘压力势场... 为揭示转-静相互作用下的非定常燃气入侵机理及轮缘大尺度涡结构的产生机制,对带有轴向封严结构的1.5级高压涡轮装置进行三维非定常数值模拟,结合实验结果和盘腔内的经典流动理论对数值方法进行了验证。研究结果表明:转子前缘压力势场是造成旋转燃气入侵的主导因素。轮缘间隙内的间隙剪切涡是构成轮缘三维非定常流动的主要原因,其强度受到入侵燃气和出流冷气的径向速度、切向速度梯度以及上游边界层共同影响;间隙剪切涡周向方向的旋转有利于加快入侵燃气从动盘侧迁移至静盘侧,缩小动、静盘封严效率差异,当封严流量从0.5%降低到0.25%时,盘腔出口动静盘侧封严效率差值增大175%;间隙剪切涡与旋转泵效应的相互作用对于主流高温燃气在径向方向入侵盘腔具有抑制作用;由燃气入侵机制和间隙涡特性可以得出:文中盘腔出口设置在更靠近转子前缘位置对于提升轮缘密封性能具有正向意义。 展开更多

关键词 涡轮盘腔 燃气入侵 间隙剪切涡 轮缘非定常效应 轮缘密封性能

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内埋武器机弹分离相容性及流动控制试验研究 被引量：5

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作者 宋威 艾邦成 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2022年第3期203-211,I0004,共10页

随着新一代先进有人或无人战斗机对高机动、超远程打击和隐身等性能提出要求,武器内埋式装载已成为必备选择。当内埋武器的质量-惯性载荷比非定常空气动力载荷大时,有效的武器分离通常不是问题;然而,当内埋武器的质量-惯性载荷比非定常... 随着新一代先进有人或无人战斗机对高机动、超远程打击和隐身等性能提出要求,武器内埋式装载已成为必备选择。当内埋武器的质量-惯性载荷比非定常空气动力载荷大时,有效的武器分离通常不是问题;然而,当内埋武器的质量-惯性载荷比非定常空气动力载荷小时,可能导致内埋武器机弹分离过程出现俯仰角过大、急速滚转等不相容现象。本文针对内埋武器机弹分离相容性及流动控制方法开展非定常风洞投放试验探索研究,通过在武器舱前缘布置锯齿和矩形扰流板等被动流动控制装置,采用非定常风洞投放试验方法并结合高速纹影流动显示技术,研究了有无流动装置对内埋武器机弹分离相容性的影响,并提出细长旋成体布局式的内埋武器机弹分离相容性的判据表达式。研究发现,布置在内埋武器舱前缘的锯齿和平顶扰流板能在气流扇形膨胀区域内产生扰流激波,该扰流激波所产生的高压作用在导弹头部能起到减小抬头俯仰力矩的效果,对机弹分离俯仰方向运动产生较大影响,但对导弹垂直位移的影响并不大。前缘锯齿扰流板对机弹分离相容性的控制效果比平顶扰流板要好。 展开更多

关键词 内埋武器 机弹分离相容性 被动流动控制 风洞投放试验 非定常气动力效应

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