多路热气流量控制及其在防除冰试验中的应用

流量精确控制是保证结冰风洞热气防除冰试验成功的关键,针对传统调节阀控制存在受下游影响大和多路流量控制耦合的问题,设计了一套多路热气流量控制系统,采用背压阀对各支路流量控制单元入口压力进行精确控制,通过电作动筒改变各支路针阀喉道流通面积,结合临界流文氏管流量计流量测量,实现多路流量解耦控制。试验表明,多路热气流量控制系统可实现多路流量解耦控制,调节速度快,10 s左右即可达到目标流量,控制精度高,稳定后最大相对误差小于0.6%,该系统可为我国后续飞行器防除冰试验系统验证与适航审定提供有力支撑。     

基于AMESim的某风洞喷雾供水系统压力控制方法研究

通过对某风洞喷雾供水系统压力控制流程的分析,简化了系统压力控制方法,避开了各控制回路相互的耦合问题。对其核心控制元件调节阀进行了详细的计算分析,并给出了调节阀的调节公式。最后利用系统工程高级建模与仿真平台AMESim对系统的压力控制进行仿真,结果表明,理论分析和仿真结果是一致的,可以为系统的实际控制提供理论支持。     

基于PSI9816智能压力测量系统的应用研究与风洞实验

论述PSI9816智能压力测量系统的工作原理及硬件结构特点,利用LabWindows/CVI开发工具实现系统的模块功能及其工作流程,结合国家863计划"风力机先进翼型族的设计与实验研究"的翼型风洞实验实例,说明了PSI9816智能压力测量系统在风洞实验中的良好应用前景,具有很高的使用价值.     

AV90-2轴流压缩机漏油问题的分析研究

对NF-6风洞AV90-2轴流压缩机漏油问题进行了分析研究,提出采用磁力完全密封零重力油封技术的密封环对压缩机轴进行密封处理,并在轴承座内侧迷宫槽1/5长度截面处通入高压气流,形成一个高压气流区,阻挡润滑油泄漏,从而实现密封.测试结果表明:采用密封环和提供高压气方式对轴流压缩机具有很好的密封作用,能够成功运用于解决轴流压缩机漏油问题.     

基于iDDES的双三角翼大迎角非定常涡破裂特征分析

采用基于两方程k-ω-SST模型的iDDES方法对80°/65°双三角翼涡破裂流动进行了数值模拟,获得了迎角α=30°~40°范围内,涡破裂在双三角翼主翼面上方发生时的气动力、表面压力、空间涡结构、湍动能等流动信息,在与风洞实验充分比对的基础上,详细分析了涡破裂发生时的涡破裂形态,表面压力均方根值分布,非定常气动力、表面压力脉动等流动特征,对涡破裂与气动力频谱、表面压力/压力脉动、空间速度、湍动能分布之间的相互关系进行了阐述,并分析了以这些流动信息为判据得到的涡破裂位置之间的相关性。     

连续式风洞大开角扩散段流动控制数值模拟

在连续式跨声速风洞中,大开角对抑制压缩机尾流扰动和提高换热器入口气流品质有重要作用,依靠设计经验和工程估算等传统风洞设计方法,无法对大开角扩散段流动控制进行有效设计。为增强大开角扩散段防分离能力,提高出口气流品质,降低损失,采用计算流体力学方法,结合适当的边界条件,对使用阻尼网进行整流的不同设计方案进行了模拟,从结果可以看到,阻尼网布置位置和开孔率对大开角段内和出口的流动状态有很大影响,第一层阻尼网应位于分离点之前,开孔率介于0.6~0.66,第二层阻尼网布置位置应靠近出口,开孔率介于0.56~0.66之间;最后对大开角段内的流动机理和压力恢复效率进行了探讨。研究结果表明:数值模拟能够得出较为合理的参数匹配,有效提高流场指标。     

基于三维扫描技术的结冰风洞冰形非接触测量研究

在结冰风洞中进行冰形测量,传统的接触方法测量精度低、对冰形有损坏,且只能获得二维的冰形迹线。采用双目视觉测量与结构光方法相结合的三维扫描技术,利用两个CCD相机和一个光栅投射器,辅助旋转平台和计算机,构成一个三维非接触扫描系统。通过解决冰的透光性以及结冰风洞低温高湿的环境影响,设计加热保温装置,并探索多种显影剂及播撒方法,实现对透明光冰的非接触测量。实验结果表明:采用三维扫描系统测量冰形的精度可达到0.1 mm,可以满足小尺度模型结冰外形的三维非接触测量,可在实验研究或工程实践中使用。     

复杂3维外形霜状冰数值模拟

3维复杂外形结冰数值模拟是目前飞机结冰预测中的一个难题。结合欧拉坐标系下空气-过冷水滴两相流动控制方程的计算,发展了一种结冰面沿法向网格线方向曲线增长的移动边界技术,对DLR-F4、某民机着陆构型的霜状冰进行了数值模拟。计算结果表明所发展的方法以及相应的计算代码是有效的。对比发现,结冰会明显破坏飞机的气动特性,短时间的结冰就使得飞机升力降低,阻力增加。     

旋翼桨尖气动/降噪综合优化设计研究

采用Kriging模型和遗传算法开展了针对桨尖形状的气动/声学综合优化设计研究。为了获得精确的气动及声压特性,得到基于声类比混合方法计算气动噪声需要的声源数据,采用非定常雷诺平均NS方程(URANS)数值模拟旋翼前飞粘性绕流。为了提高遗传算法的优化效率,采用一种基于EI方法的Kriging模型代替费时的数值模拟过程。以AH-1G/OLS旋翼为基准,并以气动性能为约束,噪声峰值最小为目标,进行了旋翼桨尖的降噪优化设计。优化结果表明,文中多发展的优化方法是可行的。     

基于三维粗糙元的新型边界层转捩控制技术研究

三维离散型粗糙元是一种具有广阔应用前景的新型边界层转捩诱导与控制技术。针对二维粗糙带转捩位置滞后、难以控制横流转捩的固有缺陷,提出了一种基于三维离散型粗糙元的新型边界层转捩技术。理论估算了离散型粗糙元的外形参数,研制成功了固化快、易于成型且附着力强的粗糙元配方及高精度制作工艺。选用二维翼型和三维组合体模型,采用测压、测力、升华法和红外成像法,风洞实验验证了离散型粗糙带的转捩和附加阻力特性。通过数值计算研究了粗糙元的尺度效应,获得了粗糙元直径d、高度k和间距l对其转捩特性的影响规律。研究结果表明,该新型离散型粗糙带附加阻力小,转捩位置准确,性能可靠、稳定。该文所得成果为固定转捩风洞实验与层流控制创建了一种新的技术手段,同时也为进一步开展离散型粗糙元的转捩机理研究提供了参考依据。