两种厚度翼型动态失速特性的研究

在西北工业大学 Ｎ Ｆ３ 低速翼型风洞内首次完成了两个直升飞机旋翼翼型的动、静态测压实验研究。简述了翼型动态实验所用的测试设备、仪器和实验方法,对影响翼型动态失速特性的两个主要因素——折合频率和振幅角进行了较为详细的分析研究。给出了相对厚度分别为９％ 和１２％ 的两个直升飞机旋翼翼型的研究结果。     

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

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,...     

翼型失速特性的RANS方法与DES方法数值模拟对比分析

RAN S(R eyno lds-averaged N av ier-Stokes)加湍流模型是当前计算飞机粘性流场的最常用方法,数值实践说明要计算大分离流动,需要更高级的方法例如LES(Large Eddy S im u lation)或DN S(D irect N S S im u lation)。然而实际雷诺数下,LES和DN S对网格的要求太高,以至目前还难以应用。DES(D etached-Eddy S im u lation)方法结合了RAN S和LES的优点,通过对Spalart-A llm aras湍流模型中长度尺度的修正,在近壁面它体现为RAN S模型的特点,而在远离物面处又保持LES的亚格子模型的特性。论文对比了采用RAN S和DES方法数值模拟翼型失速特性的能力,并与实验结果进行了对比。结果表明,对大分离流动的数值模拟,DES方法体现出更强的能力。     

风力机翼型转捩与失速特性的数值计算

针对三种NREL S系列风力机专用翼型,分别采用Xfoil和Fluent软件对流动转捩和失速特性进行了数值研究,得到了翼型升力系数与阻力系数随攻角变化关系,并将其与实验数据进行了比较。结果表明:数值计算结果与风洞实验数据吻合很好,表明数值计算在翼型二维气动性能计算方面有较高可信度。对于相对厚度大于0.15的翼型,在中低雷诺数下,通常会发生后缘分离,达到失速角时,升力系数缓慢减小。     

基于代理模型的旋翼翼型动态失速优化设计

利用代理模型方法取代计算流体动力学（CFD）方法,开展旋翼翼型的动态失速特性优化设计. 建立基于动网格技术的旋翼翼型非定常气动特性求解方法,获得旋翼翼型在不同外形下的升阻力和力矩气动特性参数. 利用类型转换（CST）翼型参数化方法,对初始翼型进行拟合重构;选取12个设计参数,利用基于自然启发的全局优化差分进化算法,优化目标是降低旋翼翼型的力矩和阻力特性,主要限制条件是保证升力特性不降低和翼型厚度增幅不明显. 将本文的优化设计结果与基于伴随方法和CFD方法的优化结果进行对比. 结果表明,基于Kriging模型的动态失速特性优化方法与伴随方法相比,在二维翼型优化设计上具有更好的寻优性能,优化翼型气动特性的表现更好;该方法与CFD方法相比,在利用全局优化算法的优势下,减少了过早陷入局部最优点的可能性,对比优化结果表明,在力矩和阻力特性相差无几的情况下,升力特性的表现更优.     

翼型的力矩特性改善技术研究

翼型的设计除了追求高升阻比设计指标外,同时零升力矩和力矩拐折特性也是非常重要的设计指标,否则将导致飞机较大的配平阻力和较差的力矩特性。本文在不改变翼型基本特性的前提下,给出了改善翼型零升力矩和力矩拐折特性的一种方法,通过计算和风洞试验验证了该方法的可行性,并进行了流动机理的分析。     

S809风力发电机叶片翼型雾凇覆冰程度及气动性能模拟

模拟S809风力发电机叶片翼型冬季结冰现象,将笛卡尔坐标系下的覆冰外形转换至极坐标,并拟合此范围内的覆冰增长公式.模拟及公式拟合结果表明:在一定温度范围内,拟合公式可以有效预测覆冰增长量,对比冰厚比表达方式,此方法可以更准确表征覆冰程度;气动特性对比结果显示在一定攻角范围内叶片结冰将导致叶片气动性能提升.     

家燕翅展翼型的气动特性

对家燕滑翔时的后掠形姿态翅翼和完全展开形姿态翅翼进行了三维重构,获取了每种形态下4条不同展弦比的翼型。利用FULENT里的S-A模型对获取的翼型进行了气动特性模拟分析。结果表明:两种姿态下的翅翼最大升阻比攻角范围均在3°～5°,展弦比在35%处的翼型具有最优的气动特性。分析指出:后掠形姿态翅翼展弦比在35%处的翼型前缘半径较小,最大厚度位置靠近后缘且翼型线性曲率变化较慢,是产生较优气动特性的原因。     

涡流发生器对风力机翼段动态失速影响

为研究翼型动态失速过程中,涡流发生器(VGs)对其气动特性和流场的影响,本文采用延迟分离涡模型对加装VGs的风力机翼型DU91-W2-250翼段动态失速进行了数值模拟,分析了VGs对深失速和轻失速转化过程的影响.结果表明:涡流发生器对动态失速有抑制作用,有显著的增升减阻效果,翼段下俯段的气动性能改善效果要好于上仰段.由...     

结冰对翼型和多段翼型绕流及气动特性影响研究

对翼型结冰问题，在结冰条件下，利用数值方法分析研究翼型和多段翼型绕流流场及气动特性的影响。对于翼型和多段翼型，采用分区多块网格技术，结合法向外推的代数方法和求解椭圆型方程方法，生成高质量计算网格。采用中心有限体积法，以及Runge-Kutta显式时间推进格式，结合B—L代数湍流模型，运用流场分区求解算法，完成了绕流流场的N-S方程数值模拟，进一步针对3种不同的冰型：钝头体、双角体和尖头体冰型，分析不同形状的冰型对翼型和多段翼型绕流流场及气动特性的影响。     

同步电机电枢电阻对功率角特性的影响

对同步电机功率角特性的讨论一般不考虑电枢电阻的影响．作者在考虑电枢电阻的情况下，导出了输出功率及电磁功率的表达式，并讨论了电枢电阻对功率角特性的影响．     

扇翼三维几何参数对气动性能影响分析

本文建立基于CFD的扇翼三维几何模型的数值模拟方法对扇翼气动特性进行分析。计算了叶片安装角、前缘开口角、叶片间隙等几何参数对扇翼翼型气动特性的影响,分析了各参数对扇翼升力和推力的影响,揭示了扇翼气动性能与其几何参数之间的关系,得出了一些实用性的结论,为后期扇翼飞行器的设计和发展奠定了一定的理论基础。     

翼型尾缘角对气动力计算的影晌

第二代低阶面元法是一种计算简单,实用性强·又具有高阶面元法精度的气动力计算方法。本文通过大量算例讨论了第二代低阶面元法中翼型尾缘角大小对气动力计算的影响,并采用了Kutta条件的另一表这式。算例表明采用新的表达式可大大削弱翼型尾缘角对气动力计算结果。     

离心风机旋转失速状态下的噪声特性预估

基于Navier-Stokes方程和节流阀函数,对G4-73型离心通风机的吸力面旋转失速现象进行了三维非稳态数值模拟。结果表明:设计工况和失速先兆发生时叶轮中间截面的声功率级分布和相对速度场云图的具有相似性,呈接近中心对称分布;完全失速状态下,高噪区主要分布在部分叶轮流道,其分布和传播特性与失速团的分布位置、周向传播特性完全相同;旋转失速导致叶轮内噪声水平提高,叶轮内最大声功率级提高2～3 dB。预估叶轮内声场的分布特性,有助于达到预测风机声学性能的目的。     

合成射流物理参数对控制翼型流动分离的影响

应用计算流体力学(CFD)技术数值模拟了合成射流对NACA0015翼型流动控制的影响.合成射流施加的位置分别距离翼型前缘12%c、30%c和70%c（c为翼型的弦长）,研究分析在不同位置施加合成射流,控制流动分离的效果随攻角和射流偏角的变化趋势,对组合射流的位置、相位角和动量系数进行研究.以二维不可压非定常Reynolds-averaged Navier-Stokes（RANS）方程模拟非定常分离流动,采用SST湍流模型,压力修正采用压力隐式算子分裂（PISO）算法,时间积分采用隐式处理方法,空间离散采用二阶迎风格式.通过对数值模拟结果的分析表明：1）12%c、30%c和70%c等对应的射流情形,采用切向射流均优于法向射流的控制效果; 2）对于组合射流和单一射流,射流位置应靠近分离点或在分离点之前,才能达到流动控制的目的,射流位置越靠近分离点流动控制效果越佳;3）组合射流选择合适的相位角,可以增强流动控制的效果.     

二维射流中翼型气动特性计算与分析

为研究射流与翼型间的相互作用,将自由流线模型与面元法结合,建立了二维无黏射流中翼型气动特性的计算方法。利用总压差不变假设和自由流线模型确定射流边界的涡强和位置,翼型的气动力采用涡面元进行计算,整个过程进行松弛迭代求解。对所提计算方法的理论进行了介绍,并对其收敛性和有效性进行了验证;研究了翼型在射流中上下位置、射流宽度与翼型弦长比值对翼型气动力的影响;利用动量理论对射流中翼型的受力特性进行了分析。结果表明：翼型在射流中的气动特性与自由来流中差别较大,当翼型引起射流偏转时,翼型不仅会受到升力,还会受到阻力。文中所提方法可用于二维射流中翼型气动力的计算。     

新型板式蓄冰设备的实验研究

目的为了避免目前板式蓄冰设备中存在的载冷剂短路和换热效果受空气层影响严重等弊病，开发了一种新型高效的板式蓄冰设备．方法在这种蓄冰设备中，冰板立式放置，板内空气层集中在上方的较小空间内，减少空气层对设备换热效果的影响，同时在蓄冰槽内用折流板将载冷剂流程组织为若干通程，提高载冷荆流速．结果新型立式封装板蓄冰设备的贮槽体积0．015m^3／kwh，容器换热面积0．41m^2／kWh．与现有蓄冰方式相比，在相同的名义蓄冷量时，板式蓄冷设备所需的蓄冰槽占地空间较小，传热面积大，传热热阻小，结冰融冰速率稳定．结论开发研究的新型板式冰蓄冷产品为冰蓄冷技术的应用开拓了适用范围。降低了材料的消耗量。提高了系统的经济性．从而提高了空间利用率．     

某型电动飞机大迎角失速/尾旋特性及试飞研究

飞机在大迎角飞行时,其表面气流发生严重分离,气动力的线性变化遭到破坏,操纵性和稳定性出现不同程度下降,导致飞机失速或进入尾旋,失速特性与尾旋特性直接影响飞机的安全性.为了分析失速/尾旋特性,以某型大展弦比双座电动飞机为例,在风洞试验数据基础上建立了全量六自由度非线性大迎角动力学模型,经过数值仿真计算和分析,获取了某型电...     

螺旋槽丝锥的特性、几何参数的研究与设计

目前,螺旋槽丝锥在我国的制造和应用还很少,而大直径螺旋槽丝锥的设计至今仍处于探索阶段。由于生产的需要,作者对大直径螺旋槽丝锥进行研究与设计,并取得了预想的好效果。本文主要对螺旋槽丝锥的特性及M36螺旋槽丝锥设计中几何参数的研究进行论述。随着大直径螺旋槽丝锥在我国广泛应用,在难加工材料表面加工大螺纹孔变得越来越容易。