新型机翼后缘变弯运动机构仿真及其气动影响研究

采用计算流体力学方法和CATIA DMU Kinematics机构仿真,对一套可用于目前及未来民用客机机翼后缘变弯的增升装置系统进行研究,主要包括襟翼运动机构和扰流板下偏。通过运动学分析,采用的襟翼机构可保证巡航阶段后缘变弯过程中机构上下表面无缝,同时满足起降过程对襟翼的运动轨迹的要求。相比简单铰链机构,应用该机构的起飞构型线性段升力系数增加0.05,升阻比的增加量在0.2%~3%范围内;着陆阶段扰流板下偏,较未偏转扰流板的最大升力系数增加1.14%,且线性段上移0.15,显示了该机构具有较高的增升效率。在二维翼型上应用该机构实现后缘变弯度,升阻比有较大提升,且根据来流马赫数的不同改变后缘弯度可以有效地提高阻力发散马赫数。在某远程宽体客机翼身组合体构型上应用该机构实现巡航阶段后缘变弯度,巡航升阻比的增加量在0.345%~2.28%范围内。综上所述,在不增加机构复杂性和重量的前提下,研究的新型机翼后缘变弯运动机构能够有效地提高气动效率。     

改进CBY桨搅拌釜内单相流体流动与传热特性研究

使用计算流体力学软件FLUENT(V6.3)对自行设计的开槽式翼型搅拌桨—CBY-H桨搅拌釜内单相体系的流动性能进行了数值研究,采用多重参考系法(MRF)和RNG k-ε湍流模型模拟搅拌釜内液体的流动情况,并将研究结果与标准的CBY桨的轴流特性进行了对比。结果表明,CBY-H桨可提高流体轴流循环性能,在桨叶下方和桨叶区流体的轴向速度比CBY桨大,高速运动的流体区域覆盖范围更广,釜内速度分布更均匀。同时CBY-H桨消耗的功率低于CBY桨,节能18.4%。论文还进行了传热实验研究,发现CBY-H桨的釜内对流传热系数略大于CBY桨,获得了传热系数Nu的关联式。     

气液两相机械搅拌釜中翼型组合桨持气特性

研究了机械搅拌釜中翼型组合桨的组合方式、桨间距、通气位置及翼型桨的排出流方向对气含率的影响。在单位体积功率消耗相同的情况下,采用以翼型k5桨为下层桨、较低的通气位置及较大的桨间距为搅拌釜的几何结构,并采用翼型桨的排出流方向向上的搅拌方式,可以提高搅拌釜的气含率。给出了气含率与单位体积功耗和表面气速的关联式。     

基于N-S方程和序列二次规划的翼型优化设计

实际工程中的翼型设计通常是对某一性能良好的基本翼型进行局部改进以满足特定的工程要求。中将N—S方程流场分析程序和序列二次规划结合起来，发展了一种实用的翼型优化设计方法，用以提高基本翼型在多个设计点、在多种约束条件下的气动性能。由N—S方程计算得到的升力、阻力等气动参数构成目标函数，数值优化程序对其进行最优化。超临界翼型的设计算例表明，中发展的翼型优化方法设计质量高，所需机时少，易于实施，有较大的工程应用价值。     

超临界翼型的跨声速颤振特性研究

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问历程，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(RAE2822，DFVLR-R2和NPU-3)的跨声速颤振特性。为了对比，同时计算了NACAOO系列的3个翼型(NACA0012，NACA0008，NACA0004)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NACAOO系列翼型；跨声速范围内，由于气动力的非线性影响，普遍存在极限环振荡。     

基于非结构网格的欧拉＋附面层在多段翼型中的应用

采用欧拉方程作为基本方程,在非结构网格中求解多段翼型的气动问题,利用 面层修正的方法来考虑粘性的影响,并研究了该方法的适用性,形成了一种求解二维复杂外形气动力问题的娄值方法和程序,计算结果与风洞试验结果进行了对比,吻合良好。     

火电厂凝汽器在线清洗机器人机械臂减振技术

某在研300MW机组凝汽器在线清洗工业机器人在火电厂凝汽器回水室中作业时存在3类不利区,在不利区工作时机械手在水流作用下的振动显著增大,影响定位作业．为解决该问胚,进行了数值模拟和风洞实验研究．研究表明机器人臂杆加装自适应旋转整流罩是实现减振、减阻的有效方法之一．适用于机器人一、二级臂杆的整流罩翼型为NACA0030,适用于三级臂的整流罩翼型为NACA0050．风洞实验显示,在上述翼型组合下,加装自适应旋转整流罩的机器人在3个不利区内机械手振幅均有较大幅度的减少,机器人的定位精度得以提高．此外机器人在凝汽器回水室内引起的压损可减少34．3％,体现出整流罩具的良好减阻效果．     

翼型绕流的LBM大涡模拟研究

文章针对微型飞行器不可压、低雷诺数、非定常的运动特点,应用格子玻尔兹曼大涡模拟(LBM-LES)方法,对NACA0012翼型在0°攻角,雷诺数为1×105情况下,计算了升阻特性。采用格子玻尔兹曼边界插值方法处理曲线边界和动量交换方法计算升力、阻力。计算结果表明,该方法可以预测翼型非定常的升力、阻力变化以及低雷诺数涡脱落现象,因而,该方法对于微型飞行器流场计算是一种可用的计算手段。     

翼型突体三维绕流场的数值模拟计算

采用雷诺平均NS方程为基本方程 ,应用二层k-ε湍流模型封闭雷诺平均NS方程 ,并用有限体积法离散方程 ,对翼型突体的三维绕流场进行了数值模拟计算 .不同于通常的网格划分 ,采用了贴体坐标与空度法相结合的方法对翼型突体的几何形状及其对流场的影响进行描述 .计算结果与实验结果进行了比较 ,结果表明 ,所用方法 ,可以对翼型突体三维绕流场给出合理的描述 .     

基于变形网格技术的翼型结冰数值模拟研究

翼型结冰的过程实质上是其外形随时间改变的过程。对于结冰的数值模拟,计算网格必须随着翼型外形的改变而相应的变化。文章利用非定常N-S方程模拟翼型结冰增长的过程,使用基于无限插值法(TFI)的变形网格技术生成非定常计算的网格。变形网格技术是在初始网格的基础上将物面的变化通过插值均匀分布到场内网格点,该方法能够最大限度地保留初始网格特征,而且生成过程与初始网格不相关。非定常计算利用上一次结冰的流场为初值,而不用从初场重新开始,而且变形网格技术生成网格也远远比求解椭圆型方程快,总的计算时间大幅减少。为了验证方法的有效性,文章对NACA0012进行了结冰数值模拟,计算结果与参考文献的实验和计算结果吻合。