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黏性边界层修正对前体/进气道一体化乘波布局气动性能影响分析
被引量:
8
1
作者
王旭东
王江峰
+1 位作者
程克明
陈江涛
《空气动力学学报》
CSCD
北大核心
2021年第3期62-70,I0002,共10页
针对基于流线追踪生成的乘波进气道在内流部分存在较大黏性误差的问题,以构建具有消波隔离段的内外流一体化乘波气动布局为目的,发展了一种多级波系锥导或吻切锥乘波体的边界层黏性修正方法。在基于特征线法的多级前体与截短Busemann进...
针对基于流线追踪生成的乘波进气道在内流部分存在较大黏性误差的问题,以构建具有消波隔离段的内外流一体化乘波气动布局为目的,发展了一种多级波系锥导或吻切锥乘波体的边界层黏性修正方法。在基于特征线法的多级前体与截短Busemann进气道一体化乘波布局设计方法基础上,耦合了高超声速可压缩轴对称流动的冯·卡门动量方程积分方法,通过修正边界层位移厚度来提高黏性情况下与设计预期的吻合度。对修正前后的一体化乘波构型进行了设计状态下的流场对比验证以及非设计状态下给定马赫数和迎角范围下的气动性能影响分析。计算结果显示,设计状态下黏性修正构型的前体两级激波和入口反射激波位置与设计预期基本一致,消除了隔离段内多次反射激波,进气道流量比增加4.51%,出口总压损失减少8.23%;非设计状态下修正构型同样具备更强的来流捕获能力和更小的出口冲压损失。所发展的方法能够提升内外流一体化乘波布局设计方法的精度,适用于吸气式高超声速飞行器前体/进气道的精确设计。
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关键词
乘波布局
特征线法
黏性修正
边界层位移厚度
高超声速
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职称材料
修正黏性摩擦的LuGre模型的摩擦补偿
被引量:
12
2
作者
谭文斌
李醒飞
+2 位作者
向红标
吴腾飞
张晨阳
《天津大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012年第9期824-828,共5页
为提高高速条件下开放式伺服系统的动态性能,对传统LuGre摩擦模型的黏性摩擦进行了修正,并提出一种以修正模型为基础的摩擦前馈补偿方案.根据速度较高时,摩擦力矩随速度增加其增长趋势减缓的现象,建立了LuGre修正模型;分别对传统模型和...
为提高高速条件下开放式伺服系统的动态性能,对传统LuGre摩擦模型的黏性摩擦进行了修正,并提出一种以修正模型为基础的摩擦前馈补偿方案.根据速度较高时,摩擦力矩随速度增加其增长趋势减缓的现象,建立了LuGre修正模型;分别对传统模型和修正模型进行参数辨识,利用2种辨识后的模型分别进行摩擦前馈补偿,分析其补偿效果.实验结果表明:修正模型对系统摩擦力矩的最大估计误差为0.0017N.m,优于传统模型的0.023N.m;与基于传统模型的摩擦补偿相比,基于修正模型的摩擦补偿时,系统稳态误差得到进一步的控制,加速运动时由±9μm降低到±5μm,正弦运动时由±12.5μm降低到±8μm.采用该补偿方案可有效地抑制摩擦干扰对伺服系统的不利影响,提高伺服系统的跟踪性能.
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关键词
LUGRE模型
黏性
摩擦
修正
摩擦前馈补偿
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职称材料
基于弯曲激波流场的内外流双乘波一体化设计及分析
3
作者
张勐飞
郑晓刚
+2 位作者
汤祎麒
施崇广
尤延铖
《推进技术》
北大核心
2025年第7期61-72,共12页
为进一步拓展高超声速飞行器设计技术,提出了一种基于弯曲激波波系配置的内外流双乘波一体化设计方法,核心思想是通过事先指定激波形状和等熵压缩区内的壁面压力分布,结合特征线法,实现逆向设计三维激波形状及壁面压力分布同时可控的双...
为进一步拓展高超声速飞行器设计技术,提出了一种基于弯曲激波波系配置的内外流双乘波一体化设计方法,核心思想是通过事先指定激波形状和等熵压缩区内的壁面压力分布,结合特征线法,实现逆向设计三维激波形状及壁面压力分布同时可控的双乘波体。通过对黏性修正前后构型开展数值仿真以及流动分析可知:发展的内外流双乘波一体化设计方法可以在无黏情况下较好地还原预设的三维激波形状及壁面压力分布,结合黏性修正后,有黏情况下进气道基本实现全流量捕获,总压恢复系数相较未修正有黏结果提升8.62%,一体化构型升阻比提升1.84%。所发展的基于弯曲激波流场的内外流双乘波一体化设计方法进一步拓宽了乘波一体化反向设计空间。
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关键词
高超声速飞行器
双乘波
弯曲激波
预设压力分布
反设计
一体化设计
黏性修正
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职称材料
一种高空高超声速非定常气动力近似模型
被引量:
5
4
作者
韩汉桥
张陈安
王发民
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2013年第5期690-698,共9页
针对高空高马赫数飞行环境和强黏性干扰的物理特性,在当地流活塞理论的基础上引入有效外形修正,发展了黏性修正当地流活塞理论,结合定常N—S方程解给出了高空高马赫数下针对该方法的有效外形的判据,并通过数值算例对该判据进行了验...
针对高空高马赫数飞行环境和强黏性干扰的物理特性,在当地流活塞理论的基础上引入有效外形修正,发展了黏性修正当地流活塞理论,结合定常N—S方程解给出了高空高马赫数下针对该方法的有效外形的判据,并通过数值算例对该判据进行了验证.通过对典型尖头薄翼和典型钝头翼的一系列二维非定常算例,将该方法与一阶活塞理论、基于欧拉(Euler)方程的当地流活塞理论和非定常N—S方程数值解进行了对比.结果显示在高度为40—70km、马赫数为10—20范围内,通过该方法计算得到的非定常气动力与非定常N—s方程数值解吻合较好,明显优于活塞理论和基于Euler方程的当地流活塞理论.该方法克服了传统的活塞理论和当地流活塞理论不能用于高空高马赫数这类强黏性效应情况的弊端,在较宽的马赫数、攻角、飞行高度范围内都有良好的适用性,同时其计算效率远高于非定常N-S方程.
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关键词
高超声速
黏性
干扰
非定常气动力
当地流活塞理论
黏性修正
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职称材料
题名
黏性边界层修正对前体/进气道一体化乘波布局气动性能影响分析
被引量:
8
1
作者
王旭东
王江峰
程克明
陈江涛
机构
南京航空航天大学航空宇航学院
中国空气动力研究与发展中心
出处
《空气动力学学报》
CSCD
北大核心
2021年第3期62-70,I0002,共10页
基金
国家数值风洞工程(NNW)。
文摘
针对基于流线追踪生成的乘波进气道在内流部分存在较大黏性误差的问题,以构建具有消波隔离段的内外流一体化乘波气动布局为目的,发展了一种多级波系锥导或吻切锥乘波体的边界层黏性修正方法。在基于特征线法的多级前体与截短Busemann进气道一体化乘波布局设计方法基础上,耦合了高超声速可压缩轴对称流动的冯·卡门动量方程积分方法,通过修正边界层位移厚度来提高黏性情况下与设计预期的吻合度。对修正前后的一体化乘波构型进行了设计状态下的流场对比验证以及非设计状态下给定马赫数和迎角范围下的气动性能影响分析。计算结果显示,设计状态下黏性修正构型的前体两级激波和入口反射激波位置与设计预期基本一致,消除了隔离段内多次反射激波,进气道流量比增加4.51%,出口总压损失减少8.23%;非设计状态下修正构型同样具备更强的来流捕获能力和更小的出口冲压损失。所发展的方法能够提升内外流一体化乘波布局设计方法的精度,适用于吸气式高超声速飞行器前体/进气道的精确设计。
关键词
乘波布局
特征线法
黏性修正
边界层位移厚度
高超声速
Keywords
waverider
method of characteristics
viscous correction
displacement thickness
hypersonic
分类号
V411.8 [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
修正黏性摩擦的LuGre模型的摩擦补偿
被引量:
12
2
作者
谭文斌
李醒飞
向红标
吴腾飞
张晨阳
机构
天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室
天津理工大学机械工程学院
天津商业大学机械工程学院
出处
《天津大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012年第9期824-828,共5页
基金
国家自然科学基金资助项目(50975206)
文摘
为提高高速条件下开放式伺服系统的动态性能,对传统LuGre摩擦模型的黏性摩擦进行了修正,并提出一种以修正模型为基础的摩擦前馈补偿方案.根据速度较高时,摩擦力矩随速度增加其增长趋势减缓的现象,建立了LuGre修正模型;分别对传统模型和修正模型进行参数辨识,利用2种辨识后的模型分别进行摩擦前馈补偿,分析其补偿效果.实验结果表明:修正模型对系统摩擦力矩的最大估计误差为0.0017N.m,优于传统模型的0.023N.m;与基于传统模型的摩擦补偿相比,基于修正模型的摩擦补偿时,系统稳态误差得到进一步的控制,加速运动时由±9μm降低到±5μm,正弦运动时由±12.5μm降低到±8μm.采用该补偿方案可有效地抑制摩擦干扰对伺服系统的不利影响,提高伺服系统的跟踪性能.
关键词
LUGRE模型
黏性
摩擦
修正
摩擦前馈补偿
Keywords
LuGre friction model
viscous friction modification
friction feedforward compensation
分类号
TH117.1 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
基于弯曲激波流场的内外流双乘波一体化设计及分析
3
作者
张勐飞
郑晓刚
汤祎麒
施崇广
尤延铖
机构
厦门大学航空航天学院
出处
《推进技术》
北大核心
2025年第7期61-72,共12页
基金
国家自然科学基金(U21B6003,U20A2069,12202372)
博士后科学基金(2022M712653)
+1 种基金
1912项目
航空工业气动院重点实验室基金。
文摘
为进一步拓展高超声速飞行器设计技术,提出了一种基于弯曲激波波系配置的内外流双乘波一体化设计方法,核心思想是通过事先指定激波形状和等熵压缩区内的壁面压力分布,结合特征线法,实现逆向设计三维激波形状及壁面压力分布同时可控的双乘波体。通过对黏性修正前后构型开展数值仿真以及流动分析可知:发展的内外流双乘波一体化设计方法可以在无黏情况下较好地还原预设的三维激波形状及壁面压力分布,结合黏性修正后,有黏情况下进气道基本实现全流量捕获,总压恢复系数相较未修正有黏结果提升8.62%,一体化构型升阻比提升1.84%。所发展的基于弯曲激波流场的内外流双乘波一体化设计方法进一步拓宽了乘波一体化反向设计空间。
关键词
高超声速飞行器
双乘波
弯曲激波
预设压力分布
反设计
一体化设计
黏性修正
Keywords
Hypersonic vehicle
Duel-waverider
Curved shock
Preassigned pressure distribution
Reverse design
Integrated design
Viscosity correction
分类号
V231.1 [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
一种高空高超声速非定常气动力近似模型
被引量:
5
4
作者
韩汉桥
张陈安
王发民
机构
中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室
出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2013年第5期690-698,共9页
基金
国家自然科学基金(11272319)
国家自然科学基金近空间重大研究计划(91216205)
中国科学院LHD青年基金资助项目~~
文摘
针对高空高马赫数飞行环境和强黏性干扰的物理特性,在当地流活塞理论的基础上引入有效外形修正,发展了黏性修正当地流活塞理论,结合定常N—S方程解给出了高空高马赫数下针对该方法的有效外形的判据,并通过数值算例对该判据进行了验证.通过对典型尖头薄翼和典型钝头翼的一系列二维非定常算例,将该方法与一阶活塞理论、基于欧拉(Euler)方程的当地流活塞理论和非定常N—S方程数值解进行了对比.结果显示在高度为40—70km、马赫数为10—20范围内,通过该方法计算得到的非定常气动力与非定常N—s方程数值解吻合较好,明显优于活塞理论和基于Euler方程的当地流活塞理论.该方法克服了传统的活塞理论和当地流活塞理论不能用于高空高马赫数这类强黏性效应情况的弊端,在较宽的马赫数、攻角、飞行高度范围内都有良好的适用性,同时其计算效率远高于非定常N-S方程.
关键词
高超声速
黏性
干扰
非定常气动力
当地流活塞理论
黏性修正
Keywords
hypersonic, viscous interaction, unsteady aerodynamics, local piston theory, viscous correction
分类号
V411.1 [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
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
黏性边界层修正对前体/进气道一体化乘波布局气动性能影响分析
王旭东
王江峰
程克明
陈江涛
《空气动力学学报》
CSCD
北大核心
2021
8
在线阅读
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职称材料
2
修正黏性摩擦的LuGre模型的摩擦补偿
谭文斌
李醒飞
向红标
吴腾飞
张晨阳
《天津大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012
12
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于弯曲激波流场的内外流双乘波一体化设计及分析
张勐飞
郑晓刚
汤祎麒
施崇广
尤延铖
《推进技术》
北大核心
2025
0
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职称材料
4
一种高空高超声速非定常气动力近似模型
韩汉桥
张陈安
王发民
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2013
5
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职称材料
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