基于eN理论的转捩预测方法研究 被引量：1

1

作者 陈永彬 魏德宸 +1 位作者 毕海林 刘晓亮 《滨州学院学报》 2019年第4期5-12,共8页

层流向湍流的转捩是流体力学中具有基础研究意义的领域。转捩对流动的热交换、摩擦阻力及边界层发展等均具有很大影响,所以对转捩机理的研究具有重要的工程意义。常采用的转捩位置预估方法是经大量实验数据拟合出经验公式,该方法简便,... 层流向湍流的转捩是流体力学中具有基础研究意义的领域。转捩对流动的热交换、摩擦阻力及边界层发展等均具有很大影响,所以对转捩机理的研究具有重要的工程意义。常采用的转捩位置预估方法是经大量实验数据拟合出经验公式,该方法简便,但适用范围较窄,且对实验要求较高。近年来,高精度数值模拟方法取得了极大进展,流场内划分很密的计算网格后求解Navier-Stokes方程,对流场内的速度、压力脉动项等进行精确计算,可准确模拟流动转捩发展的过程;但该方法计算量大,对计算机硬件要求较高,仍处于探索阶段。目前,工程上主要采用的转捩预测方法是半经验方法,即理论分析耦合实验数据,其中最常用的是基于小扰动理论的eN方法。通过耦合求解雷诺平均NS方程和边界层方程得到边界层内动量损失厚度、速度型分布等参数,代入求解线性稳定性方程得到流动的转捩位置。选取4组算例对该方法进行验证,计算得到的转捩位置与实验数据比较接近,验证了该方法的准确性和可靠性。 展开更多

关键词 层流技术 数值模拟 转捩预测 en方法

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超声速边界层转捩预测e^N方法及其软件开发 被引量：15

2

作者 黄章峰 肖凌晨 罗纪生 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2018年第2期279-285,共7页

首先论述了边界层转捩预测的研究现状,总结了目前三种边界层转捩预测方法的优缺点,重点从理论方面和工程应用方面分析了现有转捩预测eN方法及其预测软件的不足,展望了未来转捩预测方法和预测软件的发展趋势,然后结合工程应用的需要,提... 首先论述了边界层转捩预测的研究现状,总结了目前三种边界层转捩预测方法的优缺点,重点从理论方面和工程应用方面分析了现有转捩预测eN方法及其预测软件的不足,展望了未来转捩预测方法和预测软件的发展趋势,然后结合工程应用的需要,提出了面向工程的基于转捩预测eN方法的超声速边界层转捩预测软件的实现途径。在对现有转捩预测eN方法进行不断改进和完善的基础上,结合流动稳定性分析和转捩工程应用方面的经验,建立特征值、感受性系数、转捩判据等一系列知识库,有望开发一套实用、全自动、高效、用户接口友好的面向工程的超声速边界层转捩预测软件。 展开更多

关键词 转捩预测 面向工程 en方法 软件开发 知识库

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e^n方法在无限展长后掠翼边界层转捩判断中的初步应用 被引量：11

3

作者 张坤 宋文萍 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期142-147,共6页

文章利用三维雷诺平均Navier-Stokes方程求解程序、三维层流边界层方程求解程序以及三维线性稳定性方程求解程序进行了中、小后掠无限展长机翼边界层转捩预测的研究。三维雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程求解程序为三维层流边界层求解... 文章利用三维雷诺平均Navier-Stokes方程求解程序、三维层流边界层方程求解程序以及三维线性稳定性方程求解程序进行了中、小后掠无限展长机翼边界层转捩预测的研究。三维雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程求解程序为三维层流边界层求解程序提供层流边界层外边界的流动参数,后者为基于三维线性稳定性理论的en方法提供高精度的边界层速度型,由en方法得到的边界层转捩信息反馈给三维RANS求解程序,上述3种程序的耦合构成了一次对边界层的转捩判断。经过几次上述流程,边界层转捩的位置收敛,将计算得到的转捩位置与实验测得转捩位置进行比较,初步验证了文中方法的可靠性。 展开更多

关键词 NAVIER-STOKES方程 层流边界层 线性稳定性 转捩预测 en方法

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RANS方程和附面层方程耦合求解转捩位置的方法 被引量：2

4

作者 邓磊 乔志德 熊俊涛 《航空计算技术》 2009年第1期27-30,38,共5页

研究了基于线性稳定性分析的RANS(Reynolds-Averaged Navier-Stokes)方程和附面层方程耦合求解转捩位置的方法。RANS方程计算得附面层外边界的速度分布作为附面层方程计算的输入,求解附面层方程得到稳定性分析需要的附面层参数。由于附... 研究了基于线性稳定性分析的RANS(Reynolds-Averaged Navier-Stokes)方程和附面层方程耦合求解转捩位置的方法。RANS方程计算得附面层外边界的速度分布作为附面层方程计算的输入,求解附面层方程得到稳定性分析需要的附面层参数。由于附面层的解在分离点处的奇异性,用交互式附面层方程求解方法。用基于线性稳定性分析的eN方法计算转捩位置,并考虑了Toll-mien-Schliching波和层流附面层分离造成的转捩。迭代求解RANS方程和附面层方程,直到转捩位置收敛。RANS求解中使用转捩过渡区模型,避免了点转捩模型引入的数值扰动。通过对NA-CA0012翼型的计算并和实验结果及Xfoil计算的结果进行比较,吻合较好,有较好的工程实用价值。 展开更多

关键词 NAVIER-STOKES方程 附面层方程 en方法 转捩预测

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三维超声速后掠翼转捩的eN-神经网络模型预测 被引量：1

5

作者 于晟浩 袁吉森 +2 位作者 高亮杰 钱战森 李椿萱 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1236-1246,共11页

为提高三维超声速边界层转捩预测的计算效率,使用神经网络模型替代线性稳定性分析的过程,发展了一种适用于三维可压缩边界层转捩高效预测的神经网络模型方法.通过对线性稳定性分析方法及超声速后掠翼流场特征的研究,提出适用于超声速后... 为提高三维超声速边界层转捩预测的计算效率,使用神经网络模型替代线性稳定性分析的过程,发展了一种适用于三维可压缩边界层转捩高效预测的神经网络模型方法.通过对线性稳定性分析方法及超声速后掠翼流场特征的研究,提出适用于超声速后掠翼流动转捩预测的神经网络模型特征参数,使用系列超声速后掠钝板模型作为样本集,建立了eN-神经网络模型.以三维超声速大后掠等直机翼标准模型作为测试集,分析各输入参数的敏感性,并对比eN-神经网络模型与传统稳定性分析方法的计算结果及效率,验证了本方法的准确性与高效性. 展开更多

关键词 转捩预测 en方法 神经网络 超声速 后掠翼

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面向层流减阻设计的转捩预测方法研究 被引量：18

6

作者 宋文萍 吴猛猛 +4 位作者 朱震 吴涛 聂晗 范天伦 韩忠华 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2018年第2期213-228,共16页

发展高效可靠的转捩预测方法是飞行器层流减阻设计的关键。本文针对未来飞行器对层流减阻设计的强烈需求,发展了三种工程实用的转捩预测方法,分别为基于线性稳定性理论的双eN方法、基于流场当地变量的γ-Reθ转捩模型和一种基于动模态... 发展高效可靠的转捩预测方法是飞行器层流减阻设计的关键。本文针对未来飞行器对层流减阻设计的强烈需求,发展了三种工程实用的转捩预测方法,分别为基于线性稳定性理论的双eN方法、基于流场当地变量的γ-Reθ转捩模型和一种基于动模态分解的DMD/eN转捩预测新方法。通过DLR-F4翼身组合体、镰刀形机翼及NLF0416自然层流翼型转捩预测算例的计算值与实验值对比,验证了所发展的转捩预测方法的正确性。以双eN方法为例,将转捩预测方法与优化方法结合,开展了针对中短程民机的跨声速层流机翼优化设计研究。结果表明,优化机翼相对于基准机翼减阻效果明显,证明了本文发展的转捩预测方法有较强的工程应用价值。 展开更多

关键词 转捩预测方法 自然层流 en方法 γ-Reθ转捩模型 动模态分解

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含层流分离泡的粘性绕流精确数值模拟方法研究

7

作者 刘方良 韩忠华 +1 位作者 宋文萍 张坤 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期830-835,共6页

高精度CFD求解器是翼型设计的基础,而翼型流动转捩的准确预测是提高数值模拟精度的关键之一。eN方法是比较可靠的且可应用于翼型设计的转捩判断方法,但目前国内耦合eN转捩预测与二维雷诺平均N-S(RANS)方程求解器的研究仍需要通过求解层... 高精度CFD求解器是翼型设计的基础,而翼型流动转捩的准确预测是提高数值模拟精度的关键之一。eN方法是比较可靠的且可应用于翼型设计的转捩判断方法,但目前国内耦合eN转捩预测与二维雷诺平均N-S(RANS)方程求解器的研究仍需要通过求解层流边界层方程为转捩判断提供所需的边界层信息。这种方法不能处理含层流分离泡的流动。为解决上述问题,文章发展了一种直接求解RANS方程为转捩判断提供高精度的边界层解的方法,耦合基于线性稳定性理论的eN转捩判断方法实现了含层流分离泡流动的转捩点自动判断。采用文中方法对含层流分离泡的翼型绕流进行了数值模拟,转捩预测位置与实验值吻合较好,气动力计算精度得到了提高,验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 RANS方程 en转捩判断方法 线性稳定性理论 边界层转捩 层流分离泡

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基于RANS方程大型风力机翼型钝尾缘修型气动性能计算 被引量：10

8

作者 邓磊 乔志德 +1 位作者 杨旭东 熊俊涛 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期545-551,共7页

通过耦合求解二维定常RANS方程和基于线性稳定性分析的转捩预测程序,计算了DU97-Flat翼型的气动性能并与实验结果进行比较,结果表明该文方法可进行有钝尾缘厚度翼型的气动性能计算。使用耦合求解方法,以DU97-W-300翼型为例,计算几种常... 通过耦合求解二维定常RANS方程和基于线性稳定性分析的转捩预测程序,计算了DU97-Flat翼型的气动性能并与实验结果进行比较,结果表明该文方法可进行有钝尾缘厚度翼型的气动性能计算。使用耦合求解方法,以DU97-W-300翼型为例,计算几种常见的风力机翼型钝尾缘修型方法(直接截断、对称加厚、不对称加厚和翼面旋转等)得到的钝尾缘翼型的气动性能,并分析各种修型方法对气动性能的影响。结果表明:直接截断修型方法并未增加此翼型的升力系数但对阻力增加的影响最小;不对称增加厚度引起的升力系数增加最明显,但会引起翼型使用角度区域的移动;通过指数因子形式对称增加时,指数因子在1.8～2.5之间较适中。 展开更多

关键词 风力机 翼型 钝尾缘 气动性能 en方法

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三种典型翼型边界层稳定性对比分析 被引量：2

9

作者 王菲 额日其太 +1 位作者 王强 苏沛然 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期481-485,共5页

为了便于工程上翼型的选取及优化,本文针对三个典型翼型边界层稳定性进行对比分析。首先采用eN方法对翼型SD8020进行转捩预测,并采用萘升华实验法检验数值计算的准确性。再利用该数值方法对比了三种典型翼型上表面的转捩位置、不同弦长... 为了便于工程上翼型的选取及优化,本文针对三个典型翼型边界层稳定性进行对比分析。首先采用eN方法对翼型SD8020进行转捩预测,并采用萘升华实验法检验数值计算的准确性。再利用该数值方法对比了三种典型翼型上表面的转捩位置、不同弦长雷诺数下的压力系数分布、扰动增长率以及最不稳定扰动波的频率。分析结果表明,在相同弦长雷诺数下,NACA0012最先发生转捩,而NACA64-204和RAE2822都保持着较长的层流区;压力梯度对扰动增长有很大影响;同一翼型随弦长雷诺数增长,转捩点雷诺数变大,而不是工程上常采用的固定值。 展开更多

关键词 线性稳定性 en方法 转捩 翼型 压力梯度

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大厚度钝后缘翼型气动性能计算研究 被引量：3

10

作者 邓磊 乔志德 +1 位作者 杨旭东 熊俊涛 《航空计算技术》 2011年第2期43-47,共5页

大厚度钝后缘翼型由于其气动和结构的优点,近来被作为大型风力机叶片设计时的内侧翼型成为风力机翼型设计的热点之一EULL由于此类翼型厚度和风洞阻塞度的限制,大雷诺数的风洞实验数据很少。耦合RANS方程和基于线性稳定性分析EULL捩预测... 大厚度钝后缘翼型由于其气动和结构的优点,近来被作为大型风力机叶片设计时的内侧翼型成为风力机翼型设计的热点之一EULL由于此类翼型厚度和风洞阻塞度的限制,大雷诺数的风洞实验数据很少。耦合RANS方程和基于线性稳定性分析EULL捩预测方法,进行了大厚度钝后缘翼型气动性能计算研究。使用Gridgen程序生成计算网格,湍流模型为S-A模型。对常用的钝后缘修形方式如直接截断、对称增加厚度等并且有风洞实验结果的几种翼型进行了CFD计算并和实验结果及文献计算结果进行了比较。结果表明升力系数在线性段,计算结果和实验结果吻合很好,但是对失速迎角的捕捉能力差;阻力系数计算结果和实验值吻合较好。不同修形方式的计算结果为钝后缘修形设计提供了参考。 展开更多

关键词 风力机 翼型 钝后缘 气动性能 en方法

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后掠角对后掠机翼边界层稳定性及转捩的影响 被引量：8

11

作者 孙朋朋 黄章峰 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期1313-1321,共9页

后掠机翼边界层流动稳定性及转捩对翼型的设计及优化有着重要的参考价值，而机翼后掠角是引起后掠机翼边界层横流失稳的关键参数之一．以NACA0012翼型为研究对象，通过求解三维可压缩Navier—Stokes方程计算了展向无限长后掠机翼的基本... 后掠机翼边界层流动稳定性及转捩对翼型的设计及优化有着重要的参考价值，而机翼后掠角是引起后掠机翼边界层横流失稳的关键参数之一．以NACA0012翼型为研究对象，通过求解三维可压缩Navier—Stokes方程计算了展向无限长后掠机翼的基本流场；通过求解Orr—Sommerfeld方程得到了扰动Tollmien．Schishting波演化的中性曲线及幅值曲线，研究了后掠角对后掠机翼边界层流动稳定性的影响；最后采用eN方法进行了转捩预测．研究发现，随后掠角的增大，横流强度和扰动幅值放大指数n均先增加后减小，且后掠角在40°～50°之间横流强度达到最大值．当后掠角在50°左右时，用转捩预测eN方法计算的幅值增长指数Ⅳ值最大，导致转捩发生所需的初始扰动幅值最小，转捩最易发生． 展开更多

关键词 后掠角 后掠机翼 流动稳定性 线性稳定性理论(LST) en方法

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小攻角对后掠机翼边界层稳定性及转捩的影响 被引量：6

12

作者 靖振荣 孙朋朋 黄章峰 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期2177-2183,共7页

攻角是影响后掠机翼边界层横流稳定性的关键参数之一.以NACA0012翼型为研究对象,通过求解三维可压缩Navier-Stokes方程计算了展向无限长后掠机翼的基本流场;通过求解Orr-Sommerfeld方程得到了扰动波的中性曲线及增长率演化曲线,基于线... 攻角是影响后掠机翼边界层横流稳定性的关键参数之一.以NACA0012翼型为研究对象,通过求解三维可压缩Navier-Stokes方程计算了展向无限长后掠机翼的基本流场;通过求解Orr-Sommerfeld方程得到了扰动波的中性曲线及增长率演化曲线,基于线性稳定性理论（LST）研究了攻角对后掠机翼边界层流动稳定性的影响;最后采用转捩预测eN方法进行了转捩预测.研究发现,扰动波的增长在背风面受到抑制,在迎风面受到增强;转捩首先发生在迎风面,当扰动速度为来流速度的0.05%时,转捩发生的N值在6左右,转捩发生的位置在0.1~0.2个弦长之间. 展开更多

关键词 攻角 后掠机翼 流动稳定性 转捩 en方法

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考虑转捩影响的风力机翼型气动特性计算研究 被引量：8

13

作者 侯银珠 宋文萍 张坤 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期234-237,共4页

基于二维雷诺平均Navier-Stokes（RANS）方程，耦合e^N数据库方法进行流动转捩判断，采用SA湍流模型计算了风力机专用翼型DU91-W2—250的气动特性，得到了雷诺数Re=1．0×10^6时，攻角在-11°～12°范围内该翼型的升力和阻... 基于二维雷诺平均Navier-Stokes（RANS）方程，耦合e^N数据库方法进行流动转捩判断，采用SA湍流模型计算了风力机专用翼型DU91-W2—250的气动特性，得到了雷诺数Re=1．0×10^6时，攻角在-11°～12°范围内该翼型的升力和阻力特性曲线及压力分布。通过对全湍流计算结果、耦合转捩判断的计算结果及实验数据的对比，表明考虑转捩因素后的计算结果与实验结果吻合更好，说明要准确模拟风力机翼型的绕流，必须考虑转捩影响。 展开更多

关键词 风力机 翼型 RANS方程 en数据库方法 转捩判断

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3种竹材重组材耐老化性能比较 被引量：7

14

作者 黄小真 蒋身学 张齐生 《林业科技开发》 2010年第2期55-57,共3页

竹材重组材生产工艺简单、产品性能好、用途广,近年发展迅速。本文采用欧洲标准BS EN1087-1人工加速老化方法对冷压、热压、炭化热压三种工艺生产的竹材重组材进行了耐老化性能测试,并对测试数据进行分析、比较。结果表明:热压炭化竹材... 竹材重组材生产工艺简单、产品性能好、用途广,近年发展迅速。本文采用欧洲标准BS EN1087-1人工加速老化方法对冷压、热压、炭化热压三种工艺生产的竹材重组材进行了耐老化性能测试,并对测试数据进行分析、比较。结果表明:热压炭化竹材重组材老化前后的24 h吸水率、24 h吸水厚度和宽度膨胀率均低于其他两种工艺生产的竹材重组材;热压炭化材与热压材耐老化处理后的弹性模量、静曲强度下降趋势和下降幅度差异不大,冷压材下降幅度最大;3种板材老化过程中内结合强度的变化情况差别不很明显,下降趋势和下降幅度基本一致。 展开更多

关键词 竹材重组材 BS en1087—1老化方法 耐老化性能

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