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基于结构动力学的平板扑翼气动弹性方法研究 被引量：4
1
作者 陈利丽 宋笔锋 +1 位作者 宋文萍 杨文青 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2013年第2期175-180,共6页
由于扑翼机构给定的运动与变形运动的相互耦合,扑翼的运动属于柔性多体动力学问题,使得经典的动力学理论无法适用于扑翼的气动弹性研究。针对扑翼的结构特性,研究了一种适用于扑翼的气动结构耦合计算方法。考虑惯性力、气动力和运动加... 由于扑翼机构给定的运动与变形运动的相互耦合,扑翼的运动属于柔性多体动力学问题,使得经典的动力学理论无法适用于扑翼的气动弹性研究。针对扑翼的结构特性,研究了一种适用于扑翼的气动结构耦合计算方法。考虑惯性力、气动力和运动加速度后,利用Hamilton变分原理建立扑翼动力学控制方程,并采用Newmark数值解法进行求解。通过求解三维非定常雷诺平均Navier-Stokes方程获得精确的非定常气动特性。气动网格与结构网格之间的数据传递采用无限平板样条插值(IPS)方法。运用本文方法对做沉浮运动的矩形钢板分别进行了刚性翼和柔性翼的气动分析,计算结果均与实验结果吻合良好,验证了所发展方法的正确性。 展开更多
关键词 扑翼 气动弹性 非定常气动力 结构动力学
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动力学模态分解及其在流体力学中的应用 被引量：64
2
作者 寇家庆 张伟伟 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2018年第2期163-179,共17页
随着计算流体力学和先进流动测试技术的发展,流动的刻画越来越精细,伴随而来的海量流场信息的模态提取与复杂动力学特征的模型化成为当前流体力学的研究热点。动力学模态分解(Dynamic Mode Decomposition,DMD)作为一个全新的时空耦合型... 随着计算流体力学和先进流动测试技术的发展,流动的刻画越来越精细,伴随而来的海量流场信息的模态提取与复杂动力学特征的模型化成为当前流体力学的研究热点。动力学模态分解(Dynamic Mode Decomposition,DMD)作为一个全新的时空耦合型动力学建模方法,得到迅速推广。DMD是一种数据驱动的非定常流场模态分析手段,可以准确捕捉各个流动模态的频率及增长特性,并建立流场演化的动力学降阶模型,以重构或预测流场动力学过程。本文针对DMD在流体力学研究的应用问题,重点综述了DMD算法自提出以来的一系列改进以及对不同流动现象的应用,并通过典型测试算例说明DMD的应用过程。在此基础上,讨论了DMD的研究现状及未来发展方向。 展开更多
关键词 动力学模态分解 降阶模型 非定常流 Koopman算子 数据驱动
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涡流发生器布局方式对翼型失速流动控制效果影响的实验研究 被引量：22
3
作者 郝礼书 乔志德 宋文萍 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期524-528,共5页
采用风洞实验的方法开展了涡流发生器布局方式对翼型失速流动控制效果影响的研究。通过对比在干净翼和安装涡流发生器情形下的气动力,重点讨论了涡流发生器布局方式对翼型失速流动控制的影响。结果表明:第一类和第二类布局方式都能够有... 采用风洞实验的方法开展了涡流发生器布局方式对翼型失速流动控制效果影响的研究。通过对比在干净翼和安装涡流发生器情形下的气动力,重点讨论了涡流发生器布局方式对翼型失速流动控制的影响。结果表明:第一类和第二类布局方式都能够有效抑制翼型失速,提高最大升力系数,其失速特性得到极大改善;第二类布局方式对失速的控制效果略优于第一类,同时涡流发生器方向角越小控制效果越好;第三类布局方式对失速流动控制几乎没有效果,最大升力有所下降,同时伴随阻力的大幅增加。 展开更多
关键词 涡流发生器 翼型 布局方式 失速特性 流动控制
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Gurney襟翼用于风力机叶片翼型气动载荷控制的数值模拟研究 被引量：4
4
作者 郝礼书 乔志德 +1 位作者 宋文萍 宋科 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期2159-2165,共7页
针对S902翼型在Re=1.5×106情形下安装Gurney襟翼时气动载荷的变化开展数值模拟研究。通过求解Navier-Stokes方程,对S902翼型在干净翼和安装Gurney襟翼情形下翼型绕流流场进行数值模拟,并将干净翼数值模拟结果与试验结果进行对比,... 针对S902翼型在Re=1.5×106情形下安装Gurney襟翼时气动载荷的变化开展数值模拟研究。通过求解Navier-Stokes方程,对S902翼型在干净翼和安装Gurney襟翼情形下翼型绕流流场进行数值模拟,并将干净翼数值模拟结果与试验结果进行对比,重点讨论Gurney襟翼安装高度、安装角度及安装位置等因素对翼型气动载荷的影响。数值模拟结果表明:同一安装位置安装高度增加其增升效应越明显,但阻力也会大幅增加;同一安装位置不同安装角度时增升效果和阻力增加量都随安装角度的减小而减小;同一安装高度加载于后缘下表面时存在一个有效增升区域,而安装于上表面时则会导致升力减小、阻力增加。 展开更多
关键词 气动载荷 GURNEY襟翼 数值模拟 翼型
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带缝翼多段翼型气动特性的实验研究 被引量：4
5
作者 惠增宏 竹朝霞 张理 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期17-20,24,共5页
首先对测力和测压两种翼型的实验方法作了对比研究,在此基础上用测压法对多段翼型前缘缝翼气动特性进行了实验研究。结果表明,测力和测压两种方法均可用于翼型的实验研究,前缘缝翼缝道的不同构型对多段翼型的增升效果和气动效率(升阻特... 首先对测力和测压两种翼型的实验方法作了对比研究,在此基础上用测压法对多段翼型前缘缝翼气动特性进行了实验研究。结果表明,测力和测压两种方法均可用于翼型的实验研究,前缘缝翼缝道的不同构型对多段翼型的增升效果和气动效率(升阻特性)都有极大的影响。具有前缘缝翼最佳优化缝道多段翼型的最大升力系数CL max可达3.900,失速迎角α为31°,它比普通缝道多段翼型的最大升力系数(2.790)增加了39%,失速迎角增大了23°。 展开更多
关键词 缝翼缝道 多段翼型 气动特性 风洞 气动力测量 压力测量
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Microtab对风力机叶片翼型气动特性的影响研究 被引量：3
6
作者 郝礼书 乔志德 +2 位作者 宋科 宋文萍 袁先士 《航空计算技术》 2010年第2期24-27,共4页
选取S814风力机叶片翼型进行了二维几何建模和计算网格划分,通过求解Navier-Stokes方程对翼型的空气动力特性进行了数值模拟,并与实验数据进行了对比分析,验证了计算模型及求解器的可靠性。对S814翼型后缘加载Microtab进行了气动数值模... 选取S814风力机叶片翼型进行了二维几何建模和计算网格划分,通过求解Navier-Stokes方程对翼型的空气动力特性进行了数值模拟,并与实验数据进行了对比分析,验证了计算模型及求解器的可靠性。对S814翼型后缘加载Microtab进行了气动数值模拟,分析了其流场和空气动力特性。计算结果表明:风力机叶片翼型后缘加载Microtab可以改变翼型的环量,达到增升的目的,与此同时伴随一定阻力的增加,但升阻比得到小幅的提升。 展开更多
关键词 Navier—Stokes方程 翼型 Microtab 空气动力特性
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飞虫粘附翼型对翼型气动特性影响的实验研究
7
作者 肖春生 焦予秦 高永卫 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期22-26,共5页
在西北工业大学NF-3低速风洞进行了飞虫粘附翼型对翼型气动性能影响的风洞实验研究。结果表明:模型表面粘附的飞虫数量累计到一定程度时,将会导致翼型表面50%区域以上的面积发生分离,引起翼型失速,并且实验前模型表面的飞虫数量会改变... 在西北工业大学NF-3低速风洞进行了飞虫粘附翼型对翼型气动性能影响的风洞实验研究。结果表明:模型表面粘附的飞虫数量累计到一定程度时,将会导致翼型表面50%区域以上的面积发生分离,引起翼型失速,并且实验前模型表面的飞虫数量会改变翼型的失速迎角,因此实验前必须将模型擦拭干净。鉴于飞虫粘着数量的不确定性,对于翼型在复杂环境下使用时其气动性能的变化需要加以关注。 展开更多
关键词 飞虫 翼型 风洞实验 测压 流动分离
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基于尾迹法的翼型跨声速实验阻力测量研究
8
作者 徐思文 高超 张正科 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期41-45,共5页
在风洞实验中采用尾迹积分法测量翼型阻力时,尾耙的形状、高度和安装位置均对翼型阻力存在一定的影响。在西北工业大学NF-6增压连续式跨声速翼型风洞中,针对同一翼型(OA309翼型),在不同马赫数下,进行了2种尾耙高度、2个尾耙安装位置的... 在风洞实验中采用尾迹积分法测量翼型阻力时,尾耙的形状、高度和安装位置均对翼型阻力存在一定的影响。在西北工业大学NF-6增压连续式跨声速翼型风洞中,针对同一翼型(OA309翼型),在不同马赫数下,进行了2种尾耙高度、2个尾耙安装位置的实验。对比分析了同一尾耙高度、不同安装位置以及同一安装位置、不同尾耙高度的阻力实验数据,获得了不同实验条件下适用于NF-6风洞阻力测量的尾耙高度及安装位置的组合,为跨声速翼型风洞阻力测量提供了参考。 展开更多
关键词 跨声速风洞 翼型实验 阻力测量 尾迹积分法 尾耙
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进口导流叶片对转子叶片颤振特性的影响 被引量：14
9
作者 张陈安 叶正寅 +1 位作者 刘锋 史爱明 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期335-339,共5页
上游静子叶片的尾迹扰动是下游转子叶片发生强迫响应问题的主要原因,但通常认为不会对颤振特性产生影响。运用CFD技术求解非定常流场,用能量法对典型涡轮风扇NASA Rotor 67进行了气动弹性分析。结果表明:不加进口导流叶片时其叶片最有... 上游静子叶片的尾迹扰动是下游转子叶片发生强迫响应问题的主要原因,但通常认为不会对颤振特性产生影响。运用CFD技术求解非定常流场,用能量法对典型涡轮风扇NASA Rotor 67进行了气动弹性分析。结果表明:不加进口导流叶片时其叶片最有可能在第二阶模态、60°叶间振动相角的情况下发生颤振;加上IGV(进口导流叶片)后,IGV的尾迹会显著改变转子叶片的颤振特性,当转子叶片的最危险颤振模态频率接近IGV尾迹的扰动频率时,即使单独转子叶片十分稳定,但在尾迹的激励下颤振仍然可能发生;当该频率远离IGV尾迹扰动频率时,尾迹扰动同样会使转子叶片气动阻尼降低。该结果意味着尽管IGV的引入不会明显改变压气机性能,但有可能会对其颤振特性带来明显的负面影响,需要在涡轮机设计中予以考虑。 展开更多
关键词 涡轮机 进口导流叶片 非定常气动力 颤振 强迫响应
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转子叶尖间隙非定常压力场频谱分析 被引量：6
10
作者 刘波 马昌友 +1 位作者 王掩刚 侯为民 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期93-97,共5页
深入研究压缩机转子叶尖间隙非定常压力脉动,掌握其变化规律,对进一步提高压缩机效率是非常重要的。利用快速傅立叶变换技术(FFT)将转子叶尖间隙非定常压力场时域图转换成频谱图,分析了其频谱特性与转子转速、出口背压以及叶尖间隙轴向... 深入研究压缩机转子叶尖间隙非定常压力脉动,掌握其变化规律,对进一步提高压缩机效率是非常重要的。利用快速傅立叶变换技术(FFT)将转子叶尖间隙非定常压力场时域图转换成频谱图,分析了其频谱特性与转子转速、出口背压以及叶尖间隙轴向位置的关系,同时与压缩机的气动性能和气流稳定性相关联。实验表明:转子叶尖间隙非定常压力脉动主频随着转子转速的提高而增大,与出口背压无关;主频的峰值随着转速的提高而升高,随着出口背压的提高而降低;同前、后缘相比,转子叶尖中部非定常压力脉动主频的峰值在叶中较大。研究结果对研究其它旋转流场压力脉动也有参考价值。 展开更多
关键词 叶轮机械 间隙流动 非定常流动 频谱特性
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Gurney襟翼对单段翼型动态气动特性的影响 被引量：13
11
作者 周瑞兴 惠增宏 金承信 《流体力学实验与测量》 CSCD 北大核心 2002年第2期30-35,共6页
在西北工业大学NF 3风洞中对OA212MK旋翼翼型加装Gurney襟翼进行了静、动态的测压实验。研究了不同高度的Gurney襟翼在翼型后缘有、无平板(TAB)状态时的增升效果。实验结果表明,高度为0.010c的Gurney襟翼使OA212MK旋翼翼型的最大静态和... 在西北工业大学NF 3风洞中对OA212MK旋翼翼型加装Gurney襟翼进行了静、动态的测压实验。研究了不同高度的Gurney襟翼在翼型后缘有、无平板(TAB)状态时的增升效果。实验结果表明,高度为0.010c的Gurney襟翼使OA212MK旋翼翼型的最大静态和动态升力系数分别增加了22%和16%,而使OA212MK+TAB的最大静态和动态升力系数分别增加了19%和5%。 展开更多
关键词 GURNEY襟翼 单段翼型 动态气动特性 风洞 动态测压 升力特性
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矩形平面天线风荷载的实验研究 被引量：8
12
作者 惠增宏 高永卫 肖春生 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2006年第3期63-65,75,共4页
车辆和舰船等上使用的移动雷达天线必须满足结构重量轻、风荷载小、对其不同方位易于操纵和控制等特点,以便达到准确、快捷、高效的应用目的。文中在西北工业大学NF-3风洞采用测力法对具有不同镂空度的车载矩形平面天线风荷载进行了实... 车辆和舰船等上使用的移动雷达天线必须满足结构重量轻、风荷载小、对其不同方位易于操纵和控制等特点,以便达到准确、快捷、高效的应用目的。文中在西北工业大学NF-3风洞采用测力法对具有不同镂空度的车载矩形平面天线风荷载进行了实验研究。介绍了实验设备、模型构造和实验技术,给出了典型的实验结果,并进行了分析。实验结果表明,实体平面天线的最大阻力系数和方位力矩系数分别为1.877 5和0.135 0,而镂空度为50%的栅状平面天线的最大阻力系数和方位力矩系数分别为0.850 0和0.062 4,后者的阻力系数和方位力矩系数仅分别为前者的45%和46%。 展开更多
关键词 平面天线 风荷载 阻力 方向力矩
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多段翼型吹气流动分离控制研究 被引量：13
13
作者 焦予秦 陆岩 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期215-220,350-351,共6页
基于雷诺平均Navier-Stokes粘性流动方程,采用数值模拟方法,分析了吹气控制对多段翼型气动性能的影响,阐述了吹气改善多段翼型流动的机理。采用有限体积法对雷诺平均Navier-Stokes方程进行空间离散,时间方向推进采用二阶迎风格式,湍流... 基于雷诺平均Navier-Stokes粘性流动方程,采用数值模拟方法,分析了吹气控制对多段翼型气动性能的影响,阐述了吹气改善多段翼型流动的机理。采用有限体积法对雷诺平均Navier-Stokes方程进行空间离散,时间方向推进采用二阶迎风格式,湍流模型采用SST k-ω模型。结果表明:在多段翼型基础上采取吹气控制可以获得很好的气动增升效果,三段翼型的最大升力系数可达4.98;吹气可改善多段翼型表面流动,减小其流动分离,增加升力;在同样的吹气口几何参数条件下,在一定范围内增大吹气动量系数可以提高多段翼型的升力系数;在多段翼型主翼后段和襟翼同时施加吹气流动控制可以获得更好的效果,升力系数比基本三段翼型(基本构型A)增加30.05%。 展开更多
关键词 多段翼型 吹气 流动控制 数值模拟 增升
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脉冲周期介质阻挡放电作用的PIV实验研究 被引量：2
14
作者 郑博睿 高超 +3 位作者 李一滨 王健磊 刘锋 罗时钧 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期1-5,共5页
静止大气下,对施加脉冲周期介质阻挡放电,半顶角为10°的圆锥前体进行了PIV实验研究。采用总平均和相位锁定平均方法对脉冲周期放电进行了分析;对比了不同占空比和不同相位角沿θ=90°半径上的切向速度和轴向涡量分布,得到了在... 静止大气下,对施加脉冲周期介质阻挡放电,半顶角为10°的圆锥前体进行了PIV实验研究。采用总平均和相位锁定平均方法对脉冲周期放电进行了分析;对比了不同占空比和不同相位角沿θ=90°半径上的切向速度和轴向涡量分布,得到了在圆锥表面等离子体诱导的最大速度和最大涡量;分析了脉冲周期放电的动量转移特性。实验结果表明:脉冲周期放电引发动量转移的主要机制是涡的增强而非气流的加速;当激励器处于脉冲放电间歇时,相位锁定平均的最大速度和最大涡量不为零,存在流动滞后效应,有利于节省能耗。 展开更多
关键词 粒子图像测速仪 圆锥前体 等离子体 脉冲周期放电
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超临界翼型的跨声速颤振特性研究 被引量：2
15
作者 杨青 闫锋 杨永年 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期782-785,共4页
采用 Navier- Stokes方程和二元弯 -扭颤振运动方程耦合 ,用时间推进方法计算结构响应的时间历程 ,从而得到超临界翼型的跨声速颤振特性。研究了结构参数完全相同的 3个超临界翼型( RAE2 82 2 ,DFVLR- R2和 NPU- 3)的跨声速颤振特性。... 采用 Navier- Stokes方程和二元弯 -扭颤振运动方程耦合 ,用时间推进方法计算结构响应的时间历程 ,从而得到超临界翼型的跨声速颤振特性。研究了结构参数完全相同的 3个超临界翼型( RAE2 82 2 ,DFVLR- R2和 NPU- 3)的跨声速颤振特性。为了对比 ,同时计算了 NACA0 0系列的 3个翼型 ( NACA0 0 1 2 ,NACA0 0 0 8,NACA0 0 0 4 )的跨声速颤振特性。研究结果表明 ,翼型形状对颤振特性有明显的影响 ,相对厚度较小的翼型颤振速度较高 ;厚度基本相同时 ,超临界翼型的颤振速度高于 NACA0 0系列翼型 ;跨声速范围内 ,由于气动力的非线性影响 。 展开更多
关键词 超临界翼型 跨声速颤振 NAVIER-STOKES方程 极限环振荡
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风力机翼型全流向气动特性估算 被引量：2
16
作者 郭旺柳 宋文萍 侯银珠 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期717-722,共6页
利用经验公式、小攻角下翼型气动特性数据建立了翼型在-180°～180°攻角范围内的气动特性估算模型。以NACA0012翼型、NACA0015翼型为例,对翼型全流向范围的升力系数、阻力系数、力矩系数进行了估算,并对风力机翼型DU96-W-180... 利用经验公式、小攻角下翼型气动特性数据建立了翼型在-180°～180°攻角范围内的气动特性估算模型。以NACA0012翼型、NACA0015翼型为例,对翼型全流向范围的升力系数、阻力系数、力矩系数进行了估算,并对风力机翼型DU96-W-180的升力系数、阻力系数进行了估算,将估算结果与实验结果进行比较,验证了估算方法的合理性。 展开更多
关键词 翼型 风力机 全流向 估算 气动特性
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大展弦比机翼模型设计对翼型流场气动特性的影响 被引量：3
17
作者 武洁 叶正寅 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期54-58,共5页
采用SST两方程湍流模型,通过求解非定常Navier-Stokes方程,模拟了大展弦比机翼风洞模型振动条件下的翼型流场,总结了翼型不同振动状况下的流场和气动力特点,分析了模型设计中的不同振动情况对风洞试验结果的影响。研究结果表明:在大展... 采用SST两方程湍流模型,通过求解非定常Navier-Stokes方程,模拟了大展弦比机翼风洞模型振动条件下的翼型流场,总结了翼型不同振动状况下的流场和气动力特点,分析了模型设计中的不同振动情况对风洞试验结果的影响。研究结果表明:在大展弦比机翼风洞模型的设计中,将翼型的重心设计在机翼的弹性轴之后,对风洞试验的精度较为有利。此结论对大展弦比机翼的风洞实验模型设计有指导意义。 展开更多
关键词 分离流 非定常流 弹性振动 模型设计
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新概念轮翼气动特性实验研究 被引量：1
18
作者 郝江南 蔡晋生 刘郑州 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期49-53,共5页
研究一种关于小型飞行器的新型升力和推力系统——轮翼的气动特性。通过自行设计并搭建的基于虚拟仪器的实验平台,进行地面试验,试验主要研究了轮翼转速对系统气动特性的影响。结果表明:随着轮翼转速的增加,系统提供的升力及推力增大。... 研究一种关于小型飞行器的新型升力和推力系统——轮翼的气动特性。通过自行设计并搭建的基于虚拟仪器的实验平台,进行地面试验,试验主要研究了轮翼转速对系统气动特性的影响。结果表明:随着轮翼转速的增加,系统提供的升力及推力增大。由于轮翼系统消耗的能量绝大部分用来产生升力及推力,因此轮翼系统具有较高的工作效率,为进一步研制小型无人直升机探索新型动力模式。 展开更多
关键词 轮翼 升力系统 推力系统 虚拟仪器 气动特性
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高超声速飞行器宽速域翼型高效多目标优化设计方法研究 被引量：4
19
作者 张阳 韩忠华 +3 位作者 柳斐 宋科 张科施 宋文萍 《航空科学技术》 2020年第11期14-24,共11页
高超声速宽速域飞行器需要从地面零速滑跑起飞,经历亚声速起飞、跨声速/超声速爬升,直至高超声速巡航等多个飞行阶段,因此,除了需要保证高超声速性能以外,还必须兼顾满足工程需求的亚、跨和超声速气动特性。首先,本文提出了一种基于代... 高超声速宽速域飞行器需要从地面零速滑跑起飞,经历亚声速起飞、跨声速/超声速爬升,直至高超声速巡航等多个飞行阶段,因此,除了需要保证高超声速性能以外,还必须兼顾满足工程需求的亚、跨和超声速气动特性。首先,本文提出了一种基于代理模型的高效多目标优化新算法,结合新算法和RANS方程求解器、几何参数化、网格自动生成等技术发展了一套宽速域翼型多目标优化设计方法。然后,进行了兼顾跨声速与高超声速气动性能的翼型多目标气动优化设计,优化获得了包含58个翼型的Pareto最优化解集。本文分析了Pareto前沿上的优化翼型,对宽速域翼型协调跨声速与高超声速气动性能的机理进行了总结。 展开更多
关键词 多目标优化算法 PARETO解集 宽速域 翼型设计 高超声速飞行器
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用直接测力方法进行软质翼型的气动特性研究
20
作者 肖春生 焦予秦 高永卫 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期61-64,共4页
在西北工业大学NF-3低速风洞运用翼型气动力直接测量的方法对软质翼型进行风洞试验研究,对比了软、硬质翼型模型的试验结果。结果表明:软质翼型模型与硬质翼型模型在相同风速下具有不同的气动力特性。在一定风速下,软质翼型模型的表面... 在西北工业大学NF-3低速风洞运用翼型气动力直接测量的方法对软质翼型进行风洞试验研究,对比了软、硬质翼型模型的试验结果。结果表明:软质翼型模型与硬质翼型模型在相同风速下具有不同的气动力特性。在一定风速下,软质翼型模型的表面会发生变化,从而影响了气动力。由于该影响非常复杂,因此在研究软质翼型模型的气动特性时进行风洞试验是必要的。 展开更多
关键词 软质翼型 硬质翼型 风洞试验 气动力测量
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