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椭球体头部高超声速飞行器FADS技术实验研究
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作者 王傲 顾蕴松 +2 位作者 赵冬凯 王维新 关兴太 《实验流体力学》 北大核心 2025年第4期62-74,共13页
相较于以探针、风标为代表的传统大气数据系统,嵌入式大气数据传感(FADS)系统在热防护、隐身性及测量精度方面更能满足高超声速飞行器任务需求。针对头部为椭球体的升力体构型高超声速飞行器,在风洞缩比实验模型头部布置11个测压孔,综... 相较于以探针、风标为代表的传统大气数据系统,嵌入式大气数据传感(FADS)系统在热防护、隐身性及测量精度方面更能满足高超声速飞行器任务需求。针对头部为椭球体的升力体构型高超声速飞行器,在风洞缩比实验模型头部布置11个测压孔,综合考虑迎角及侧滑角角度敏感性、马赫数解算精度和多冗余度等影响因素,分析选取了角度和马赫数解算时的测压孔配置方案。结合三点法与拟合算法的优势,建立了高超声速条件下的椭球体头部飞行器嵌入式大气数据传感系统解算方法,并对椭球体头部和激波带来的气流角放大效应进行修正。Ma=6的风洞实验结果表明:高超声速FADS系统解算方法的角度解算不确定度优于0.41°、准度优于0.38°,马赫数解算不确定度优于1.1%、准度优于0.52%。 展开更多
关键词 嵌入式大气数据传感 椭球体头部高超声速飞行器 气流角放大效应 解算方法 高超声速风洞实验
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水下无源流体推力矢量喷管流动特性研究
2
作者 冯潮 顾蕴松 +2 位作者 方瑞山 周宇航 史楠星 《实验流体力学》 北大核心 2025年第1期71-79,共9页
本文设计了一种水下无源流体推力矢量喷管,仅通过控制二次流阀门开闭,即可使主射流上下侧产生压差并发生偏转,但推力矢量角控制规律中的“突跳”和“迟滞”等非线性问题限制了该技术的工程应用。采用染色液流动显示技术和粒子图像测速技... 本文设计了一种水下无源流体推力矢量喷管,仅通过控制二次流阀门开闭,即可使主射流上下侧产生压差并发生偏转,但推力矢量角控制规律中的“突跳”和“迟滞”等非线性问题限制了该技术的工程应用。采用染色液流动显示技术和粒子图像测速技术,研究了喷管不同横向截面和纵向截面主射流附壁、离壁时的流动特性。研究结果表明:喷管内部存在剪切层旋涡、尾缘倒吸和分离泡等流动结构,同时近壁面存在横向流动,角区存在“角涡”结构。流动结构之间的相互作用规律,为解决推力矢量角控制规律中的“突跳”和“迟滞”等非线性问题提供了物理模型基础。 展开更多
关键词 水下推进器 被动二次流 射流 三维流动
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深度强化学习在翼型分离流动控制中的应用 被引量:4
3
作者 姚张奕 史志伟 董益章 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期55-64,共10页
搭建了基于深度强化学习(DRL)的射流闭环控制系统,在NACA0012翼型上开展了大迎角分离流动控制实验研究。NACA0012翼型弦长200 mm,实验风速10 m/s,雷诺数1.36×10^(5)。射流激励器布置在翼型上表面,通过电磁阀进行无级控制。将翼型... 搭建了基于深度强化学习(DRL)的射流闭环控制系统,在NACA0012翼型上开展了大迎角分离流动控制实验研究。NACA0012翼型弦长200 mm,实验风速10 m/s,雷诺数1.36×10^(5)。射流激励器布置在翼型上表面,通过电磁阀进行无级控制。将翼型表面的压力系数和智能体自身的动作输出作为智能体的观测量,以翼型后缘压力系数为奖励函数,对智能体进行训练。结果表明:经过训练的智能体成功地抑制了大迎角下的流动分离,比定常吹气的费效比降低了50%;智能体可以将翼型后缘压力系数稳定地控制在目标值附近;状态输入和奖励函数的改变会对最终的训练效果产生不同影响。 展开更多
关键词 人工智能 深度强化学习 射流控制 流动控制 流动分离
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旋转导弹模型非定常表面压力测试技术研究 被引量:1
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作者 肖恒 顾蕴松 孙之骏 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期62-67,共6页
为了获得旋转导弹模型表面复杂的压力变化,设计了一套嵌入式无线压力测量系统,该系统能够以1kHz的采样频率对8个压力通道进行同步采集。该绝对压力测量系统的量程为30PSI,静态测量误差小于5/10000;在连接10cm的测压软管后,系统的动态延... 为了获得旋转导弹模型表面复杂的压力变化,设计了一套嵌入式无线压力测量系统,该系统能够以1kHz的采样频率对8个压力通道进行同步采集。该绝对压力测量系统的量程为30PSI,静态测量误差小于5/10000;在连接10cm的测压软管后,系统的动态延迟小于1.16ms,信号幅值衰减小于1%。利用该嵌入式的无线测压系统,在高速风洞中开展了模型表面压力测试,对旋转导弹模型的关键区域多点的表面压力进行了测量,获得了表面压力的动态特征。结果表明:所提出的非定常表面压力测试技术可同步多点测量旋转导弹模型表面压力,为开展相关旋转模型气动特性风洞试验提供了一种有效的非定常表面压力测试手段。 展开更多
关键词 旋转导弹 嵌入式测压系统 动态压力测量 同步测量
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双合成射流前体非对称涡控制技术及模型自由飞实验验证
5
作者 李琳恺 黄紫 +3 位作者 顾蕴松 彭振钧 张宗源 雷雨 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期96-104,共9页
为推进前体非对称涡流动控制方法在飞行器大迎角飞行控制方面的应用,提出并发展了一种基于双合成射流的前体非对称涡控制技术。研发了一套机载型双合成射流控制装置及模型自由飞验证机,通过风洞半自由飞及模型自由飞实验,验证了利用前... 为推进前体非对称涡流动控制方法在飞行器大迎角飞行控制方面的应用,提出并发展了一种基于双合成射流的前体非对称涡控制技术。研发了一套机载型双合成射流控制装置及模型自由飞验证机,通过风洞半自由飞及模型自由飞实验,验证了利用前体非对称涡控制技术实现尾旋改出和大迎角姿态控制的可行性;同时,依靠飞行测控系统和机载压力测量系统,实现飞行器姿态及前体表面压力的同步测量,可对前体非对称涡控制效能进行有效评估。风洞半自由飞实验结果表明:在60°迎角下,双合成射流可有效控制前体非对称涡相对位置,产生偏航力矩,实现大迎角航向操纵。在模型自由飞实验中,该技术可在常规方向舵失效的迎角下实现尾旋改出,可控尾旋角速度达到173(°)/s;依靠该技术,验证机可在大迎角飞行时进行快速偏航操控,由控制输入到偏航角速度改变的时滞小于0.5 s。 展开更多
关键词 前体非对称涡控制 双合成射流 大迎角 模型自由飞 尾旋改出
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绕椭球的低速流动研究 被引量:3
6
作者 丛成华 邓小刚 毛枚良 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2021年第3期467-619,共153页
理解和预测绕椭球的流动对指导飞行器和潜艇等交通工具的设计具有很强的工程意义.近年来,针对椭球绕流开展了大量的实验和数值模拟研究.对有攻角下椭球绕流分离的定性描述和定量研究,促进了对三维分离的辨识和拓扑研究.文章对流场特性... 理解和预测绕椭球的流动对指导飞行器和潜艇等交通工具的设计具有很强的工程意义.近年来,针对椭球绕流开展了大量的实验和数值模拟研究.对有攻角下椭球绕流分离的定性描述和定量研究,促进了对三维分离的辨识和拓扑研究.文章对流场特性进行了分析,介绍了分离对气动力、噪声、尾迹的影响,以及实验条件对流动的影响.上述定常流动与非定常机动过程之间存在明显差异,非定常机动过程不能作为定常或准定常问题处理,在机动过程中,分离出现明显延迟,气动力出现明显变化.随后介绍了数值模拟在求解绕椭球流动中的进展,当前求解雷诺平均的N-S方程湍流模式仍然是解决绕椭球大范围分离流动的主要工程方法,大涡模拟和分离涡模拟等也逐渐得到了广泛应用.受限于计算能力,直接数据模拟只能用于较低雷诺数,在高雷诺数流动中还不适用.非定常机动过程的数值模拟较定常状态,与实验结果的差距要大一些.最后,介绍了对椭球绕流场转捩的研究进展,对T-S转捩与横流转捩的机理和辨识已经较为准确,数值模拟结果与实验结果基本相符,但对再附转捩的认识还不够清晰,尤其是迎风面,因此椭球绕流转捩的研究还需要依靠实验. 展开更多
关键词 椭球 分离 旋涡 尾迹 气动力 噪声 非定常机动 转捩
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AC-DBD等离子体激励对L形截面钝体风荷载减阻的实验研究 被引量:3
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作者 兰子奇 史志伟 +1 位作者 孙琪杰 耿玺 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期83-91,共9页
等离子体流动控制是一种应用广泛的主动流动控制技术。为进一步研究其机理、拓展其应用范围,针对L形截面钝体模型,采用3种AC-DBD(介质阻挡放电)等离子体激励器布置形式,比较了施加激励后的减阻效果,并对减阻机理进行了研究。实验在南京... 等离子体流动控制是一种应用广泛的主动流动控制技术。为进一步研究其机理、拓展其应用范围,针对L形截面钝体模型,采用3种AC-DBD(介质阻挡放电)等离子体激励器布置形式,比较了施加激励后的减阻效果,并对减阻机理进行了研究。实验在南京航空航天大学0.8m低速直流风洞中进行(风向角0°、来流速度2~8m/s),激励器布置形式为顺来流前缘激励、逆来流前缘激励和拐角激励。研究结果表明:不同来流速度下,等离子体激励器对L形截面钝体都有一定的减阻效果,且减阻效果随流速增大而降低;拐角激励减阻效果最佳,逆来流前缘激励次之,顺来流前缘激励最差;通过流场分析,说明了激励器布置形式变化产生了不同的扰动效果;不同的流动控制机理是影响减阻效果的关键因素。 展开更多
关键词 等离子体流动控制 风洞实验 风荷载减阻 风压系数 粒子图像测速
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高超声速逆向喷流数值模拟和风洞试验 被引量:14
8
作者 董昊 张旭东 +2 位作者 刘是成 程克明 赵炜 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2022年第4期101-109,共9页
作为一种主动流动控制技术,逆向喷流因其在降低气动热方面的广阔前景而成为研究热点。为探索逆向喷流流动控制技术对高超声速飞行器降热的影响规律及相关机理,对半球体钝体模型进行了不同来流和喷流条件下的数值模拟和风洞试验研究,得... 作为一种主动流动控制技术,逆向喷流因其在降低气动热方面的广阔前景而成为研究热点。为探索逆向喷流流动控制技术对高超声速飞行器降热的影响规律及相关机理,对半球体钝体模型进行了不同来流和喷流条件下的数值模拟和风洞试验研究,得到了模型表面的流场和斯坦顿数分布,并对数值模拟和风洞试验结果进行了相互校验。结果表明:逆向喷流产生的降热效果是喷流气体回流和喷流推离头部脱体激波共同作用的结果;在相同来流马赫数下,逆向喷流降热效果随喷流压比的增大而更加显著;在相近喷流压比条件下,来流马赫数越大,逆向喷流降热效果越好。 展开更多
关键词 高超声速 逆向喷流 流动控制 数值模拟 风洞试验 气动热 喷流压比
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舰载直升机-舰船耦合流场数值计算研究综述 被引量:1
9
作者 王逸斌 马晨阳 +2 位作者 李通 赵宁 朱春玲 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2023年第3期45-66,44,I0001,共24页
舰载直升机舰面起降是海上舰载直升机最危险的作业之一,而舰船表面的复杂气流干扰是造成该问题的主要因素之一。本文从孤立舰船舰面流场主要特征分析出发,分别总结了航空母舰与非航空母舰类舰船的主要流动特征,以及舰载直升机-舰船耦合... 舰载直升机舰面起降是海上舰载直升机最危险的作业之一,而舰船表面的复杂气流干扰是造成该问题的主要因素之一。本文从孤立舰船舰面流场主要特征分析出发,分别总结了航空母舰与非航空母舰类舰船的主要流动特征,以及舰载直升机-舰船耦合流场的主要流动特征。在此基础上,根据舰船表面流场计算采用的数值方法分类,从无黏流场到黏性流场计算、从定常数值计算到非定常数值计算,系统介绍了国内外的发展情况与主要研究工作。对舰载直升机-舰船耦合流场数值研究,根据采用的模型与耦合方法分类,从动量盘简化耦合模型到完整直升机模型、从单向耦合到双向耦合,介绍了国外的发展历程及主要相关工作。期望舰面流场以及机-舰耦合流场数值计算主要方法的探讨,能为后期机-舰耦合流场研究及机-舰适配性研究提供参考。 展开更多
关键词 舰载直升机 载机舰 机-舰耦合流场 数值计算 尾流
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离散速度方法及其在跨流域问题中的应用研究进展 被引量:1
10
作者 杨鲤铭 李志辉 舒昌 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期537-551,共15页
往返大气层跨流域飞行器的气动力和气动热计算一直是当前流体力学研究的难点和热点之一。由于该类飞行器面临的流动场景不再是单一的连续流或稀薄流,采用Navier-Stokes方程求解器或DSMC方法均不能获得全流域的准确结果。近年来,以不依... 往返大气层跨流域飞行器的气动力和气动热计算一直是当前流体力学研究的难点和热点之一。由于该类飞行器面临的流动场景不再是单一的连续流或稀薄流,采用Navier-Stokes方程求解器或DSMC方法均不能获得全流域的准确结果。近年来,以不依赖于连续性假设的Boltzmann模型方程为基础,通过在位置空间和速度空间同时离散求解该方程,实现了跨流域问题的统一求解。本文对该类算法的研究进展进行回顾和分析,着重介绍气体动理论统一算法(Gas kinetic unified algorithm,GKUA)、统一气体动理学格式(Unified gas kinetic scheme,UGKS)和改进离散速度方法(Improved discrete velocity method,IDVM)3种数值途径,分析它们的基本假设和实现方式,关注它们目前取得的进展和应用情况。同时,本文还将IDVM进一步扩展到非定常情形,以便用于非定常跨流域问题求解。最后,本文对该类算法存在的一些问题进行讨论,期望在后续的研究中能予以解决。 展开更多
关键词 计算流体力学 BOLTZMANN方程 离散速度方法 跨流域问题 非定常流动
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基于表面分布式压力的车载气动力感知技术
11
作者 孙蓉 李琳恺 +1 位作者 顾蕴松 罗帅 《实验流体力学》 2025年第5期1-10,共10页
在大侧风或风切变环境下,高速列车、卡车和轮船等交通工具存在侧翻(倾覆)风险,可能引发安全事故。针对侧风(横风)或风切变现象,目前主要基于大气宏观环境进行研究、监测和预警,对于交通工具周围随机变化的流动状态及其所承受的突变气动... 在大侧风或风切变环境下,高速列车、卡车和轮船等交通工具存在侧翻(倾覆)风险,可能引发安全事故。针对侧风(横风)或风切变现象,目前主要基于大气宏观环境进行研究、监测和预警,对于交通工具周围随机变化的流动状态及其所承受的突变气动载荷往往无法准确感知。本文以厢式卡车为研究对象,提出一种基于表面分布式压力信息的车载气动力实时感知技术,通过测量车身表面分布式压力信息获取特征截面侧倾力矩系数,以此对侧风环境下卡车的侧倾力矩变化趋势进行判断。研究结果表明:车身0.15L处截面的侧倾力矩系数与模型侧倾力矩系数存在极强的相关性,可作为特征截面对卡车侧倾力矩进行感知并对其变化趋势进行判断;与基于单截面的侧倾力矩感知相比,采用多截面拟合方法的感知结果更为精确,但需在车身上开设更多的压力监测孔。 展开更多
关键词 侧风 表面压力分布 车载气动力感知技术 侧倾运动 风洞试验 相关性
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0.6 m连续式跨声速风洞流场品质改进试验研究 被引量:3
12
作者 陈吉明 吴盛豪 +3 位作者 廖达雄 裴海涛 吕金磊 熊波 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期236-242,共7页
中国空气动力研究与发展中心(China Aerodynamics Research and Development Center,CARDC)0.6 m连续式跨声速风洞是一座采用干燥空气作为试验介质的变密度回流式风洞。本文在前期风洞总体性能调试的基础上,通过风洞试验段不同壁板(槽壁... 中国空气动力研究与发展中心(China Aerodynamics Research and Development Center,CARDC)0.6 m连续式跨声速风洞是一座采用干燥空气作为试验介质的变密度回流式风洞。本文在前期风洞总体性能调试的基础上,通过风洞试验段不同壁板(槽壁/孔壁)型式及设计参数优化、压缩机尾罩和拐角段等洞体回路部段降噪、壁板扩开角和主流引射缝等机构调节、半柔壁喷管和二喉道以及驻室抽气系统控制等措施,对风洞流场品质进行改进,取得了突出进步。主要研究成果包括:总压控制精度优于0.1%;试验段马赫数控制精度优于0.001;跨超声速试验段气流压力脉动系数ΔC_p≤0.8%;平均气流偏角优于0.1°;稳定段出口气流湍流度ε≤1.5%;试验马赫数分布均匀性和标模试验数据精度等指标均达到国际先进水平。该流场品质调试研究充分验证了连续式跨声速风洞实现更高流场品质的可行性,为中国大型连续式跨声速风洞方案设计及国际先进流场品质保证提供了参考。 展开更多
关键词 连续式风洞 跨声速风洞 流场品质 流场校测
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基于隐式扩散的直接力格式浸没边界格子Boltzmann方法 被引量:6
13
作者 佟莹 夏健 +1 位作者 陈龙 薛浩天 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期94-105,共12页
采用浸没边界格子Boltzmann (immersed boundary-lattice Boltzmann, IB-LB)模型执行动边界绕流数值模拟时,信息交互界面和边界力计算格式直接影响流动求解器的数值精度和计算效率.基于隐式扩散界面,一种改进的直接力格式IB-LB模型被提... 采用浸没边界格子Boltzmann (immersed boundary-lattice Boltzmann, IB-LB)模型执行动边界绕流数值模拟时,信息交互界面和边界力计算格式直接影响流动求解器的数值精度和计算效率.基于隐式扩散界面,一种改进的直接力格式IB-LB模型被提出.边界力表达式基于欧拉/拉格朗日变量同一性准则推导,转换矩阵描述的信息交互界面耦合了拉格朗日节点间的非同步运动.采用Richardson迭代数值求解关联边界力与无滑移速度约束的线性方程组,不仅克服了传统速度修正格式中矩阵求逆引起的计算效率问题,而且摆脱了算法稳定性对拉格朗日点分布的依赖.根据解析解已知的Taylor-Green涡流评估本文模型的数值模拟精度,结果表明改进的IB模型能够完整保留背景LB模型的二阶数值精度.静止圆柱和振荡圆柱绕流数值实验结果表明,当前模型在涉及复杂外形和运动界面的流动模拟中能够提供可靠的数值预测,满足力同一性的IB-LB模型能够有效抑制非定常流体力的伪物理震荡.波动翼型绕流模拟验证了当前模型的实用性,可在大变形柔性体流固耦合动力学问题中进一步推广. 展开更多
关键词 格子BOLTZMANN方法 浸没边界方法 隐式扩散界面 直接力格式 可变形运动边界
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舰船纵摇突变对舰面流场的影响 被引量:6
14
作者 李通 王逸斌 赵宁 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2021年第3期80-89,I0002,共11页
舰船在海上航行时会受到海浪的影响而产生横摇、纵摇等不同方向上的运动,同时海浪的随机性也会造成舰船摇摆参数发生变化,扰乱舰面流场,增加舰载直升机在甲板上方作业的危险性。为了保障舰载直升机在舰船上的起降和其他甲板作业的安全性... 舰船在海上航行时会受到海浪的影响而产生横摇、纵摇等不同方向上的运动,同时海浪的随机性也会造成舰船摇摆参数发生变化,扰乱舰面流场,增加舰载直升机在甲板上方作业的危险性。为了保障舰载直升机在舰船上的起降和其他甲板作业的安全性,现基于两栖攻击舰的简化模型,通过计算流体力学方法,在纵摇状态下对舰面流场进行数值模拟,将不规则的纵摇运动简化为具有周期性的简谐运动,采用动网格方法来实现舰船的摇摆。首先定性分析了甲板上方涡结构的发展以及舰船纵摇周期和振幅的突变对流场结构带来的影响,其次通过垂向速度的变化对动态舰面流场做了进一步的定量分析。结果表明:当舰船突然开始纵摇或纵摇周期减半后,上层建筑和舰尾附近的位置要滞后于舰首一段时间才能建立起周期性流动,同时纵摇的加速导致了流场的恶化。当纵摇振幅减半后,相当于舰船的"静息期",流场变化平缓,垂向速度变化范围明显减小,有利于舰载直升机的降落。对于不同的纵摇状态,甲板上方各观测点垂向速度的波动都随高度的降低而增强,特别是舰首靠近甲板区域的波动最强。舰载机飞行员在进行甲板作业时应针对纵摇突变带来的影响,及时采取相应措施以保障作业安全。 展开更多
关键词 计算流体力学 数值模拟 舰面流场 非定常 动网格 纵摇
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基于三维特征线理论的曲面激波流场反设计方法 被引量:3
15
作者 王丁 王江峰 李龙飞 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期11-30,I0001,共21页
激波流场反设计技术是高超声速乘波布局设计领域的核心技术之一。为了克服传统吻切理论在设计全三维曲面激波流场时的缺陷,本文提出了一种基于三维特征线理论的设计方法。该方法构造了一种包含四条马赫线和一条流线的三维基本单元,发展... 激波流场反设计技术是高超声速乘波布局设计领域的核心技术之一。为了克服传统吻切理论在设计全三维曲面激波流场时的缺陷,本文提出了一种基于三维特征线理论的设计方法。该方法构造了一种包含四条马赫线和一条流线的三维基本单元,发展了用于设计曲面激波流场的阵面推进方法及并行加速方法。通过对Euler方程中微分算子进行特征分解,重构了流场的控制方程,并提出了适用于求解该控制方程的Tikhonov-Lagrange拟合法,实现了三维流场的稳定求解。利用提出的设计方法,分别对高马赫数圆锥激波流场、椭圆锥激波流场、小攻角来流下的圆锥激波流场及由Bezier曲面描述的一般性曲面激波流场算例进行了设计,并与数值模拟结果进行了对比。计算结果表明,当前设计方法实现了对横向压力梯度及攻角引起的三维流动效应的合理求解,其中典型截面的壁面压力及马赫数分布与数值模拟结果相比误差分别小于0.3%和1.7%,且具有较高的并行效率。该设计方法拓展了特征线理论在全三维激波流场反设计领域的应用范围,在高超声速全三维乘波布局设计领域具有重要发展前景。 展开更多
关键词 三维特征线 激波流场 三维流动效应 乘波布局 高超声速
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0.6m连续式跨声速风洞轴流压缩机布局方案研究 被引量:1
16
作者 陈吉明 雷鹏飞 +3 位作者 廖达雄 郑娟 丛成华 王仪田 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期68-73,共6页
压缩机作为连续式跨声速风洞的驱动系统,其运转性能与风洞总体性能的匹配设计是风洞研制的关键技术之一。随着大型连续式跨超声速风洞的发展,压缩机研制呈现出运转功率大和运转效率高、调节范围宽和调节精度高等鲜明特点。基于0.6m连续... 压缩机作为连续式跨声速风洞的驱动系统,其运转性能与风洞总体性能的匹配设计是风洞研制的关键技术之一。随着大型连续式跨超声速风洞的发展,压缩机研制呈现出运转功率大和运转效率高、调节范围宽和调节精度高等鲜明特点。基于0.6m连续式跨声速风洞的研制,对大型跨声速风洞轴流压缩机的布局方案进行研究。从气动性能、结构设计、控制等方面对压缩机位置布局和方案布局进行了分析,并阐述了风洞压缩机一体化设计的重要性。在压缩机布置于第一、二拐角段之间的前提下,通过压缩机性能试验,验证了电机外置两端驱动方案、多台电机同步控制方案和压缩机内流道整流技术等的可行性。风洞调试结果表明,压缩机运行性能良好,各项指标均满足设计技术要求,为大型连续式跨声速风洞建设奠定了基础。 展开更多
关键词 连续式风洞 轴流压缩机 跨声速风洞 布局方案 一体化设计
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直升机与舰船耦合流场的旋涡与分离特性 被引量:2
17
作者 苏萁 王逸斌 赵宁 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2020年第5期971-979,I0003,共10页
直升机的舰面起降安全性问题一直受到广泛关注,舰船尾流和旋翼涡流的相互干扰耦合,对舰载直升机的操纵产生了极大威胁。为了克服稳态计算和动量源法的局限性,采用重叠网格法模拟旋翼的转动,对直升机舰面悬停和下降过程中的非定常耦合流... 直升机的舰面起降安全性问题一直受到广泛关注,舰船尾流和旋翼涡流的相互干扰耦合,对舰载直升机的操纵产生了极大威胁。为了克服稳态计算和动量源法的局限性,采用重叠网格法模拟旋翼的转动,对直升机舰面悬停和下降过程中的非定常耦合流场进行了数值计算。结果表明,重叠网格法能够更准确地捕捉旋翼涡流场的细节。直升机舰面悬停过程中,旋翼拉力系数逐渐收敛并表现为稳定的周期性波动,桨尖涡呈螺旋状脱落,与机库后方回流区及舷涡发生干扰,流场的非定常效应明显;直升机着舰过程中,回流区的再附点先向舰尾方向移动然后逐渐向舰首方向移动,桨尖涡与舰面旋涡的挤压碰撞加剧,使得旋翼拉力系数产生显著振荡,耦合流场的湍流度急剧增加且振荡幅度越来越大,加大了着舰的风险性。 展开更多
关键词 机舰耦合流场 旋涡 分离 数值模拟 重叠网格法
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基于速度分裂法的翼型阵风响应及减缓数值模拟 被引量:1
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作者 高坤 郭同庆 +2 位作者 纪哲翰 周迪 陆志良 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期84-95,I0002,共13页
国内现阶段飞行器阵风响应CFD模拟通常采用网格速度法(FVM),而近年提出的更为准确的速度分裂法(SVM)目前主要针对刚性飞行器阵风响应分析。本文将SVM拓展至弹性翼型的One-Minus-Cosine阵风响应计算和减缓研究。基于动态网格系统非定常Na... 国内现阶段飞行器阵风响应CFD模拟通常采用网格速度法(FVM),而近年提出的更为准确的速度分裂法(SVM)目前主要针对刚性飞行器阵风响应分析。本文将SVM拓展至弹性翼型的One-Minus-Cosine阵风响应计算和减缓研究。基于动态网格系统非定常Navier-Stokes方程,将阵风条件下的速度场分解为阵风速度与背景速度的叠加,理论推导出SVM阵风模拟控制方程,结果表明,FVM是SVM忽略源项后的一种近似方法。进一步建立起弹性翼型阵风响应预测的CFD/CSD时域耦合算法和基于俯仰控制的阵风响应减缓数值模拟方法。算例分析了NACA0012刚性及弹性翼型的One-Minus-Cosine阵风响应,计算结果与文献数据一致,在此基础上分析了阵风尺度、黏性和结构弹性对阵风响应的影响。开展了NACA64A010弹性翼型One-Minus-Cosine阵风减缓模拟,结果表明:单一的沉浮速度控制输入量更有利于减缓阵风载荷峰值,而沉浮速度、俯仰角相结合的控制输入量则能同时减缓翼型的沉浮和俯仰运动。本文工作可为三维飞行器阵风响应和减缓研究提供参考。 展开更多
关键词 阵风响应 网格速度法 速度分裂法 气动弹性 载荷减缓
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低温风洞运行压比相关性研究及应用 被引量:1
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作者 黄知龙 王宁 廖达雄 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2021年第5期1-6,共6页
低温风洞流场参数快速精确控制需要建立驱动风扇功率与马赫数、雷诺数、压力和温度等运行参数间准确动态传递模型。以0.3 m低温风洞初步运行压比和状态参数测试数据为对象,归纳分析发现风洞运行压比与试验马赫数平方成近似线性关系,且... 低温风洞流场参数快速精确控制需要建立驱动风扇功率与马赫数、雷诺数、压力和温度等运行参数间准确动态传递模型。以0.3 m低温风洞初步运行压比和状态参数测试数据为对象,归纳分析发现风洞运行压比与试验马赫数平方成近似线性关系,且相同马赫数下测试数据点分布与雷诺数成有序关系,基于该特性成功构造马赫数和雷诺数组合幂函数,并建立风洞运行压比与组合幂函数的线性关联式。结果表明在马赫数小于1.0和宽广雷诺数变化范围下该动态模型与测试数据具有良好的一致性。同时,利用空气动力学方程式也推导验证了该动态模型的理论正确性。该动态模型的建立使得风洞运行液氮需求和压缩机功率以相对简单的方式与试验状态相关联,将其应用于风洞前馈控制,必将简化风洞控制流程,缩短每个数据点的稳定时间,节约液氮消耗量。 展开更多
关键词 前馈控制 传递函数 压比 低温 跨声速风洞
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简化护卫舰的尾流场优化研究 被引量:1
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作者 李通 王逸斌 +1 位作者 赵宁 邓思强 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期10-22,共13页
小型舰船在航行中,机库后方产生的不稳定回流区会影响舰载机在甲板上的作业。为了改善舰面流场,保障舰载机在甲板上的安全起降,基于改进的简化护卫舰外形(MSFS),首先结合计算流体力学和人工神经网络方法,预测不同的机库长度L和宽度W对... 小型舰船在航行中,机库后方产生的不稳定回流区会影响舰载机在甲板上的作业。为了改善舰面流场,保障舰载机在甲板上的安全起降,基于改进的简化护卫舰外形(MSFS),首先结合计算流体力学和人工神经网络方法,预测不同的机库长度L和宽度W对应的回流区大小,建立两种神经网络下的回流区响应面,然后在该响应面上使用粒子群算法得到优化的舰船结构。结果表明:回流区长度随着L和W的变化呈现出明显的非线性变化;与数值模拟结果相比,误差逆传播神经网络得到的回流区长度最大相对误差约为0.9%,径向基函数神经网络得到的最大相对误差约为2.2%;两种神经网络下得到的预测回流区响应面在整体上较为相似,且在两个预测响应面上优化得到的最小回流区长度都为1.93H,和数值模拟结果之间的相对误差约为0.5%。 展开更多
关键词 计算流体力学 数值模拟 人工神经网络 优化 舰船尾流场 回流区
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