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基于粒子群算法的热流辨识方法研究
1
作者 朱新新 王辉 +1 位作者 杨庆涛 杨凯 《航空动力学报》 北大核心 2026年第1期50-59,共10页
针对不同材料模型表面热流辨识问题,通过引入热物性特征系数,基于能量守恒原理和傅里叶传热定律推导了双点测温热阻式热流传感器辨识热流的通解,提出了一种采用粒子群算法优化求解双点测温热阻式热流传感器通解的方法。为了说明该方法... 针对不同材料模型表面热流辨识问题,通过引入热物性特征系数,基于能量守恒原理和傅里叶传热定律推导了双点测温热阻式热流传感器辨识热流的通解,提出了一种采用粒子群算法优化求解双点测温热阻式热流传感器通解的方法。为了说明该方法的有效性,建立双点测温热阻式热流传感器仿真传热模型,分别对铜、高温合金、碳化锆3种材料制作的传感器的热物性特征系数进行优化求解,得到了3种材料传感器热流辨识的具体求解方法。然后结合3种热流测试应用场景需求,得到不同测试场景下3种材料传感器的辨识热流与加载热流误差均小于1%,表明提出的基于粒子群算法的热流辨识方法有较好的辨识精度。 展开更多
关键词 气动热 热流辨识 热阻式热流传感器 粒子群算法 热物性特征系数
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旋翼流动对桨-涡干扰噪声的影响机理试验
2
作者 孙伟 张羽霓 +2 位作者 刘婷 史喆羽 林永峰 《航空学报》 北大核心 2026年第3期151-163,共13页
直升机旋翼桨-涡干扰(BVI)噪声是一种严重的脉冲声源,为研究旋翼非定常流动对桨-涡干扰噪声的影响机理,基于麦克风球面声阵列测量技术、桨叶表面压力测量技术和粒子图像测速(PIV)技术,在声学风洞环境下测量获得了旋翼不同状态下的桨-涡... 直升机旋翼桨-涡干扰(BVI)噪声是一种严重的脉冲声源,为研究旋翼非定常流动对桨-涡干扰噪声的影响机理,基于麦克风球面声阵列测量技术、桨叶表面压力测量技术和粒子图像测速(PIV)技术,在声学风洞环境下测量获得了旋翼不同状态下的桨-涡干扰噪声特性、压力分布和非定常流动特性,并总结了前进比、斜下降角和垂向力系数等旋翼状态参数对桨-涡干扰噪声的影响,揭示了旋翼桨叶表面压力、涡运动轨迹对桨-涡干扰噪声的影响机理。分析结果表明:桨-涡干扰噪声的主要辐射方向覆盖了第一到第三象限的大部分范围,在时域上表现为峰值很高的脉冲声压,且主要声能量频率集中在中高频段的旋转频率的倍频上;桨-涡干扰主要发生在桨叶前缘,一般在0.3倍弦长以内,越靠近前缘干扰越强,且上下翼面干扰载荷的脉冲方向相反;对于5片桨叶旋翼,平行桨-涡干扰的相位约为60°;平行干扰状态下,桨叶展向大部分范围均与涡发生了干扰作用,产生了噪声的集聚效应;旋翼前进比和斜下降角的变化会引起旋翼附近流动的变化,进而改变脱落的桨尖涡的运动轨迹以及桨叶与涡干扰的相对角度、距离和干扰相位,从而影响了旋翼桨-涡干扰噪声;旋翼垂向力系数改变不会影响桨尖涡的运动轨迹,但会影响旋翼桨尖涡的涡强,进而影响桨-涡干扰噪声的强度。 展开更多
关键词 旋翼 桨-涡干扰噪声 测压 PIV 影响机理 风洞试验
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宽速域高压捕获翼气动构型及其跨声速气动特性
3
作者 崔凯 王泽森 +3 位作者 肖尧 田中伟 李广利 常思源 《航空学报》 北大核心 2026年第1期1-15,共15页
具备高超声速巡航能力的宽速域飞行器是近年来国内外的研究热点,然而,更宽的飞行速域给气动布局设计带来了巨大的挑战。为有效突破实用化升阻比与容积率之间的矛盾,基于高压捕获翼气动布局概念提出了一种具有大容积率特征的新型气动构型... 具备高超声速巡航能力的宽速域飞行器是近年来国内外的研究热点,然而,更宽的飞行速域给气动布局设计带来了巨大的挑战。为有效突破实用化升阻比与容积率之间的矛盾,基于高压捕获翼气动布局概念提出了一种具有大容积率特征的新型气动构型,仿真结果表明该构型在马赫数6.0条件下最大升阻比可达5.89,相比于不带捕获翼的参考构型而言升阻比增量超过18%。在此基础上,重点针对马赫数0.8和1.2两个典型跨声速状态进行了数值仿真与分析。结果表明,相较参考构型,新型高压捕获翼气动构型在两种状态下的升力和阻力系数均有不同程度的增加。尽管升阻比有一定损失,但在整个宽速域范围内气动焦点的偏移量明显减小。在跨声速速域内焦点相对偏移量减小11.1%,在跨声速至高超声速速域内焦点相对偏移量减小49.9%。进一步分析表明,气动焦点偏移量的缩减主要是新增翼面与机身间的耦合作用所致。 展开更多
关键词 宽速域 高压捕获翼 气动构型 计算流体力学 跨声速
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高阶精度有限差分格式的全局守恒特性初探
4
作者 闵耀兵 谢宁 +2 位作者 马燕凯 燕振国 邓小刚 《空气动力学学报》 北大核心 2026年第1期19-29,共11页
高阶精度有限差分格式的守恒特性一直都饱受质疑,这限制了其在复杂工程问题中的应用。基于对称守恒网格导数方法(symmetric conservation metric method,SCMM)的高阶精度WCNS(weighted compact nonlinear schemes)格式,具有与有限体积... 高阶精度有限差分格式的守恒特性一直都饱受质疑,这限制了其在复杂工程问题中的应用。基于对称守恒网格导数方法(symmetric conservation metric method,SCMM)的高阶精度WCNS(weighted compact nonlinear schemes)格式,具有与有限体积方法相媲美的几何守恒特性,但其全局守恒特性问题却未能彻底解决。本文基于等距网格上的全场一致高阶精度WCNS格式,将整个计算区域内所有求解点上的积分权值作为未知量,以满足全局守恒为条件,直接数值解出所有求解点上的积分权值,并结合理论分析给出积分权值应该满足的4个约束条件,然后通过针对性的数值实验分别验证了4个约束条件的合理性,并进一步研究了全局守恒特性对高阶精度差分格式模拟结果的影响。研究结果可用于指导适用于工程实际问题模拟高阶精度边界差分格式和对应的数值积分方法的设计。 展开更多
关键词 高阶精度差分格式 WCNS格式 全局守恒特性 一致高阶精度差分格式 有限差分格式
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直升机近地飞行扬沙抑制的旋翼布局参数
5
作者 吴林波 孟澍 +1 位作者 张威 谭剑锋 《航空学报》 北大核心 2026年第1期51-64,共14页
针对直升机野外作训作战复杂沙尘起降实际问题,通过精细化构建旋翼近地面干扰流场,计入沙粒离散单元法(DEM)模型和Hertz-Mindlin沙粒碰撞力模型,构建了直升机近地面扬沙综合建模分析方法。采用UH-60A标模旋翼验证了所提耦合流场和扬沙... 针对直升机野外作训作战复杂沙尘起降实际问题,通过精细化构建旋翼近地面干扰流场,计入沙粒离散单元法(DEM)模型和Hertz-Mindlin沙粒碰撞力模型,构建了直升机近地面扬沙综合建模分析方法。采用UH-60A标模旋翼验证了所提耦合流场和扬沙特性仿真的可靠性。在此基础上,开展基于直升机近地面扬沙抑制的旋翼参数设计研究,通过对比不同方案的桨尖涡强度和地面射流速度,结合流场-扬沙特性,分析桨尖下反角和先进三维桨尖(类BERP外形)对扬沙抑制的影响。结果表明:减小桨尖下反角,增加桨尖涡强度的同时可以提高地面射流速度,增大沙迹线外扩半径,提高沙尘环境可视度;相比于抛物线桨尖,类BERP桨叶较强的桨尖涡与地面冲击后,同样可增大地面射流强度和速度,对地面沙尘扬起有较好的抑制效果,从而可改善驾驶员的安全飞行视野范围。 展开更多
关键词 直升机 近地面飞行 扬沙抑制 旋翼 布局参数
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深空探测器进入行星大气面临的极高速流动与传热基础科学问题
6
作者 唐志共 张志刚 +4 位作者 粟斯尧 杨强 胡华雨 党雷宁 罗仕超 《空气动力学学报》 北大核心 2026年第1期1-5,共5页
火星采样、载人登月、木星系探测等深空探测任务中,探测器将以超行星第一宇宙速度进入地外行星大气或返回地球大气,系统能量大幅增加,出现伴随超高温物理化学反应的极高速流动与传热现象,其中涉及微观物理化学反应与宏观流动、流固界面... 火星采样、载人登月、木星系探测等深空探测任务中,探测器将以超行星第一宇宙速度进入地外行星大气或返回地球大气,系统能量大幅增加,出现伴随超高温物理化学反应的极高速流动与传热现象,其中涉及微观物理化学反应与宏观流动、流固界面传热传质,以及防热材料内部热力响应等不同时空尺度过程的复杂相互作用。如何准确描述预示这样一个多相态、多尺度、多过程强耦合的极端流动与传热系统,从而支撑探测器精细化设计,以实现动能高效耗散与热量有效隔绝,对流体力学及相关学科提出了严峻挑战。本文聚焦深空探测器进入行星大气过程中的极高速流动与传热问题,探讨梳理了极高速流动、强辐射传热、超高温物理化学反应3个方面的基础科学问题,并对我国未来该领域研究进行了展望。 展开更多
关键词 深空探测器 极高速流动 强辐射传热 超高温理化反应
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螺旋桨飞机风洞试验动力参数实时监测系统
7
作者 顾艺 霍国 +2 位作者 叶健 宋晋 薛伟 《兵工自动化》 北大核心 2026年第2期20-26,共7页
针对螺旋桨带动力试验系统地面调试问题,设计一种螺旋桨动力参数实时监测系统。利用NI便携式数采系统测量螺旋桨天平信号,通过创建虚拟仪器数据采集任务和表格化天平公式,实时获得螺旋桨的拉力和扭矩等动力参数;在地面调试时,通过获取... 针对螺旋桨带动力试验系统地面调试问题,设计一种螺旋桨动力参数实时监测系统。利用NI便携式数采系统测量螺旋桨天平信号,通过创建虚拟仪器数据采集任务和表格化天平公式,实时获得螺旋桨的拉力和扭矩等动力参数;在地面调试时,通过获取实测螺旋桨动力参数,可实时掌握当前螺旋桨在不同桨叶角、转速工况下的负载特性,结合对驱动器参数的监测获取电机出力性能。结果表明:在风洞试验时,该系统作为备份的快捷测试手段,可帮助快速排除或定位数据测试方面的问题。 展开更多
关键词 螺旋桨飞机 风洞试验 动力参数 实时监测
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高原山谷对直升机悬停旋翼的气动干扰
8
作者 张伟 李国强 +1 位作者 高钟谱 邢苗苗 《空气动力学学报》 北大核心 2026年第2期148-158,共11页
山谷地形诱发的扰流对直升机旋翼的气动干扰明显,对直升机的气动特性及飞行安全具有重要影响。为研究高原山谷地形的扰流特性和扰流对悬停旋翼的气动干扰,首先以典型高原山谷三维模型为研究对象,引入了适用于压力驱动大气边界层的入口条... 山谷地形诱发的扰流对直升机旋翼的气动干扰明显,对直升机的气动特性及飞行安全具有重要影响。为研究高原山谷地形的扰流特性和扰流对悬停旋翼的气动干扰,首先以典型高原山谷三维模型为研究对象,引入了适用于压力驱动大气边界层的入口条件,采用CFD方法基于标准k-ω湍流模型模拟了高原山谷复杂地形下的大气边界层;并在高原山谷扰流研究的基础上,基于嵌套网格方法模拟了高原山谷地形与悬停旋翼的耦合流场。结果表明,山谷中具有明显的气流加速和减速现象,湍动能随海拔高度增加逐渐削弱;山谷存在顺风向来流、涡流和下降气流等扰流特征。山谷间顺风向来流存在上偏现象,上偏气流对旋翼的拉力系数和悬停效率有增益作用,但是会增加旋翼的俯仰力矩并伴随振荡;涡流区内气流流动紊乱,流向变化强烈,相近位置的悬停旋翼气动力变化较大,可能存在风切变现象;下降气流会降低旋翼的拉力系数和悬停效率,其中的湍动能较高区域容易引起旋翼的俯仰力矩振荡。研究结果可为直升机复杂地形环境飞行策略和飞行安全控制提供技术支撑。 展开更多
关键词 山谷地形 大气扰流 旋翼 气动干扰 嵌套网格 CFD
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低空气动环境及其对无人机气动影响研究综述
9
作者 李道春 刘奕良 +5 位作者 阚梓 李永亢 孔令淇 芦悦煊 向锦武 赵仕伟 《国防科技大学学报》 北大核心 2026年第2期1-28,共28页
低空气动环境呈现流场结构复杂、干扰源多样以及耦合效应显著等特征,对无人机气动性能与飞行安全产生重要影响,已成为低空无人机气动领域的研究重点。围绕低空复杂风场环境、空间限制环境和多无人机环境三类典型场景开展系统综述。对低... 低空气动环境呈现流场结构复杂、干扰源多样以及耦合效应显著等特征,对无人机气动性能与飞行安全产生重要影响,已成为低空无人机气动领域的研究重点。围绕低空复杂风场环境、空间限制环境和多无人机环境三类典型场景开展系统综述。对低空复杂风场的基本特征及建模研究进行了系统梳理,归纳了低空风场对无人机的影响及低空风场的主要研究方法。依据干扰机理和约束类型对空间限制环境进行了分类,系统总结了空间限制环境下无人机受到的气动影响。对多无人机环境下的无人机气动特性进行了总结,梳理了协同与非编队飞行两种工况下多无人机间气动耦合机理及研究方法。在此基础上,进一步提炼当前针对低空环境下无人机的气动研究所面临的核心问题与关键挑战,同时对本方向的未来研究重点进行了展望。 展开更多
关键词 低空飞行环境 气动干扰 复杂风场 空间限制环境 多无人机环境
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超音速气流中层合截锥壳气动弹性特性分析
10
作者 石先杰 黄舟 冯佳 《振动工程学报》 北大核心 2026年第2期464-470,共7页
针对飞行器结构在高速气流中面临复杂气动载荷这一工程问题,研究了超音速气流中层合截锥壳气动弹性行为。根据一阶剪切变形理论推导建立了层合截锥壳的动能和应变能方程,并采用带有曲率修正项的线性活塞理论计算确定了气动载荷。基于谱... 针对飞行器结构在高速气流中面临复杂气动载荷这一工程问题,研究了超音速气流中层合截锥壳气动弹性行为。根据一阶剪切变形理论推导建立了层合截锥壳的动能和应变能方程,并采用带有曲率修正项的线性活塞理论计算确定了气动载荷。基于谱几何法构造位移容许函数,利用Rayleigh-Ritz方法求解能量泛函以获得超音速气流中层合截锥壳气动弹性分析模型。通过与现有文献结果对比,验证了文中模型的正确性。在此基础上,分析了材料参数对层合截锥壳气动弹性稳定性的影响,为超音速飞行器的气动弹性设计提供依据和指导。 展开更多
关键词 超音速气流 层合截锥壳 线性活塞理论 谱几何法
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飞机典型运行状态声源识别及其声功率估计
11
作者 宋亚辉 《实验流体力学》 北大核心 2026年第1期79-87,共9页
识别飞机典型运行状态下的主要声源并估计其声功率,对飞机低噪声设计与噪声污染评估具有重要意义。基于波束形成方法,发展了利用声阵列估算飞机外部气动声源声功率的算法和声贡献量分析方法,并设计了以“声–飞机–环境”参数综合测试... 识别飞机典型运行状态下的主要声源并估计其声功率,对飞机低噪声设计与噪声污染评估具有重要意义。基于波束形成方法,发展了利用声阵列估算飞机外部气动声源声功率的算法和声贡献量分析方法,并设计了以“声–飞机–环境”参数综合测试为核心的飞行试验总体技术方案。针对某型歼击机地面开车和某大型运输类飞机低空飞行2种场景,分别采用非均匀线阵列和多臂螺旋声阵列,开展已知声源条件下的算法验证,以及飞机实际运行条件下的应用分析。结果表明,所提方法能准确识别200~2000 Hz频率范围内的主要声源,完成对发动机和机身声源辐射声功率的估算,并可进一步确定各声源对总声能量的贡献量。 展开更多
关键词 飞机噪声 声源识别 声功率估计 声贡献量 飞行试验
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基于多重置信度优化的尾座式无人机共轴双旋翼气动设计
12
作者 张威 赵洪 徐明 《航空学报》 北大核心 2026年第4期31-41,共11页
尾座式无人机共轴双旋翼的气动优化设计面临需要兼顾多飞行模式设计需求与旋翼间复杂气动干扰的技术挑战。针对该问题,构建了基于黏性涡粒子方法(VVPM)与格子涡(VIC)混合方法的高置信度气动模型,并针对旋翼气动优化需求设计了多重置信... 尾座式无人机共轴双旋翼的气动优化设计面临需要兼顾多飞行模式设计需求与旋翼间复杂气动干扰的技术挑战。针对该问题,构建了基于黏性涡粒子方法(VVPM)与格子涡(VIC)混合方法的高置信度气动模型,并针对旋翼气动优化需求设计了多重置信度贝叶斯优化策略,实现了计算资源与优化精度的平衡。以旋翼悬停功率与前飞功率为多优化目标,求解得到共轴双旋翼气动设计方案的帕累托最优解集。结合旋翼流场分析,悬停优化方案通过中段宽弦长与梯度扭转设计有效抑制桨尖涡发展与提升悬停效率,前飞优化方案采用内侧弦长递增及高梯度扭转设计可降低型阻功率与提升巡航效率,但会导致悬停桨尖涡过早卷起,降低悬停性能;折中优化方案通过平衡弦长梯度与扭转角配置,协同兼顾悬停与前飞性能,突破单一优化的局限。 展开更多
关键词 尾座式 共轴双旋翼 黏性涡粒子方法 贝叶斯优化 优化设计
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异型建筑风驱雨分布特性数值研究
13
作者 王辉 周荃 唐静 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期111-118,共8页
目前关于风驱雨(wind-driven rain,WDR)的研究主要以矩形截面建筑作为研究对象,针对常见的异型建筑WDR研究仍比较缺乏,因此揭示该类型建筑的WDR分布规律已成为WDR领域的重要工作。文章基于欧拉多相流模型的WDR数值模拟方法,模拟分析不... 目前关于风驱雨(wind-driven rain,WDR)的研究主要以矩形截面建筑作为研究对象,针对常见的异型建筑WDR研究仍比较缺乏,因此揭示该类型建筑的WDR分布规律已成为WDR领域的重要工作。文章基于欧拉多相流模型的WDR数值模拟方法,模拟分析不同风速和降雨强度下3类异型建筑WDR分布特性及与典型矩形截面建筑WDR的差异。结果表明:与矩形建筑立面WDR连续分布的情况不同,异型建筑因其特殊外形的干扰,立面WDR分布更为复杂;由于迎风立面突出部分能有效减少WDR对附近区域的侵袭,转角区域的抓取率趋近于0;相较于降雨强度,风速对异型建筑立面抓取率的影响更大,当降雨强度保持不变、风速从2m/s增大至10m/s时,抓取率最大值提高0.8。 展开更多
关键词 风驱雨 异型建筑 欧拉多相流 抓取率
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3维可视化安全联锁系统研制及应用
14
作者 金志伟 景川 +1 位作者 邢盼 蒋文静 《兵工自动化》 北大核心 2026年第2期37-39,60,共4页
针对2.4 m跨声速风洞运行监控缺少统一的基础显示平台,无法全面、准确、集中监测风洞整体运行情况,提出基于数字化技术研制3维可视化安全联锁监控系统。将风洞洞体、流场及主要执行机构等的总体态势以3维视图方式进行呈现,对油源、气密... 针对2.4 m跨声速风洞运行监控缺少统一的基础显示平台,无法全面、准确、集中监测风洞整体运行情况,提出基于数字化技术研制3维可视化安全联锁监控系统。将风洞洞体、流场及主要执行机构等的总体态势以3维视图方式进行呈现,对油源、气密封、电源等系统的状态进行远程在线监控。在控制系统出现故障、设备状态超出安全范围、模型出现剧烈抖动等情况时,及时对整个风洞系统实施联锁保护,同时解决风洞运行过程中监控内容过于繁杂及分散等问题,并优化完善设备故障的告警功能。结果表明:该系统在投入2.4 m跨声速风洞日常应用时,能够满足风洞运行的安全监控要求,使用效果良好。 展开更多
关键词 风洞 监控 3维可视化 安全联锁系统
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真实气体效应下飞行/喷流参数对逆向喷流减阻降热特性的影响
15
作者 杜佳宝 吴锦水 段润泽 《空气动力学学报》 北大核心 2026年第1期96-108,共13页
高速飞行器飞行时会产生大量的气动阻力和气动热,周围气体分子的振动能和电子能被激发,并发生离解和电离等化学反应,真实气体效应不可忽略。逆向喷流技术作为一种主动热防护技术,已受到广泛关注,因此有必要对真实气体效应下的逆向喷流... 高速飞行器飞行时会产生大量的气动阻力和气动热,周围气体分子的振动能和电子能被激发,并发生离解和电离等化学反应,真实气体效应不可忽略。逆向喷流技术作为一种主动热防护技术,已受到广泛关注,因此有必要对真实气体效应下的逆向喷流减阻降热特性进行深入研究。本文基于数值计算方法,对比了不同气体模型下逆向喷流系统的性能,发现热化学非平衡气体模型对钝体阻力与热流的预测更为准确,更适用于高速飞行器的气动热环境分析。采用二维可压缩Navier-Stokes方程和热化学非平衡气体模型模拟了钝体在不同飞行条件下喷流系统的流场分布,研究了真实气体效应下飞行/喷流参数对喷流流场结构、钝体气动阻力和气动热的影响。结果表明:飞行马赫数增大,钝体的总阻力和总热流显著增加,飞行马赫数从8增大到12,钝体的总阻力系数提高了29.30%,总热流增大了8.53倍。飞行攻角为10°时,迎风面和背风面的壁面压力相差2.57倍,最大热流密度相差16.17倍。增大飞行高度会降低来流总压,使喷流穿透能力增强,飞行高度从32 km增加到36 km,钝体峰值压力降低了36.34 kPa,峰值热流密度降低了1.32 MW/m_(2)。增大喷流压比对降低钝体总阻力和总热流具有显著效果,当喷流压比为0.014时,系统减阻降热效果最佳,总阻力系数和总热流相较无喷流时分别降低41.32%和73.55%。喷流温度变化主要影响近壁面温度分布,温度升高虽对钝体总阻力系数影响甚微,但会提高钝体总热流,导致系统减阻降热效率降低。 展开更多
关键词 逆向喷流 真实气体效应 减阻 降热 热化学非平衡气体模型 热防护
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爆轰波不稳定性的矢通量分析
16
作者 刘云峰 《气体物理》 2026年第1期74-87,共14页
爆轰波不稳定性是一直没有解决的爆轰基础理论问题。本研究首次提出了矢通量分析方法来解释爆轰波不稳定性机理。采用Euler方程和一步总包化学反应模型,对满足化学当量比的氢气/空气爆轰波的不稳定性开展了一维数值模拟,提取了每个时间... 爆轰波不稳定性是一直没有解决的爆轰基础理论问题。本研究首次提出了矢通量分析方法来解释爆轰波不稳定性机理。采用Euler方程和一步总包化学反应模型,对满足化学当量比的氢气/空气爆轰波的不稳定性开展了一维数值模拟,提取了每个时间步的矢通量进行分析。研究结果表明,爆轰波面上的激波和化学反应放热的矢通量形状为Λ形,而稀疏波的矢通量形状为负Λ形,在爆轰波的不稳定传播过程中,矢通量的大小发生量级变化。这3个矢通量的不同相位组合,是CJ爆轰波、弱不稳定爆轰波、周期性爆轰波、振荡爆轰波和过驱爆轰波等不同传播模态的物理机理。 展开更多
关键词 爆轰波 爆轰波不稳定性 非线性不稳定性 加热Euler系统 矢通量
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基于边界积分法的机翼绕流动态分离特性分析
17
作者 程相茹 郑春浩 《机械工程师》 2026年第1期112-117,共6页
为快速高效预测层流湍流跃迁点并模拟机翼绕流分离特性,支撑螺旋桨设计评估,文中基于边界积分法和Kutta-Joukowski(K-J)定理,建立了机翼剖面绕流及其边界层动态分离特性计算方法,对两个雷诺数下的亚临界攻角范围内NACA0018翼型升力和阻... 为快速高效预测层流湍流跃迁点并模拟机翼绕流分离特性,支撑螺旋桨设计评估,文中基于边界积分法和Kutta-Joukowski(K-J)定理,建立了机翼剖面绕流及其边界层动态分离特性计算方法,对两个雷诺数下的亚临界攻角范围内NACA0018翼型升力和阻力系数开展计算,并利用CFD计算包中RANS方法对两者剖面系数、脉冲损失厚度、边界层层流紊流跃迁点和边界层分离点结果进行了对比分析,结果表明两者之间吻合度良好,验证了该方法对机翼剖面特征参数预测的准确性。 展开更多
关键词 机翼剖面 边界积分 动态分离 层流紊流跃迁点 脉冲损失厚度
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蝴蝶柔性扑翼前飞流固耦合特性 被引量：1
18
作者 朱汉希 郭承鹏 +1 位作者 张铁军 张扬 《空气动力学学报》 北大核心 2026年第2期81-92,共12页
扑翼刚度变化对昆虫前飞气动特性与结构响应具有显著影响。现有研究多聚焦于小型昆虫扑翼的流固耦合问题,而对具有大翅膀面积、低展弦比特征的蝴蝶扑翼研究稍显不足。为了研究不同柔性分布对仿蝴蝶扑翼前飞流固耦合特性的影响,本文基于... 扑翼刚度变化对昆虫前飞气动特性与结构响应具有显著影响。现有研究多聚焦于小型昆虫扑翼的流固耦合问题,而对具有大翅膀面积、低展弦比特征的蝴蝶扑翼研究稍显不足。为了研究不同柔性分布对仿蝴蝶扑翼前飞流固耦合特性的影响,本文基于真实斑凤蝶的外形和运动模式,建立了相应的几何模型与运动学方程,发展了一种基于格子玻尔兹曼方法与有限元方法的流固耦合求解方法,并通过标模算例验证了该方法的准确性。利用所发展的方法,分别比较了各向同性柔性分布、各向异性柔性分布与刚性分布的蝴蝶翅膀在扑动过程中的气动特性和结构响应差异。结果表明,各向同性柔性扑翼的飞行性能显著优于各向异性扑翼与刚性扑翼,其扑动产生的涡结构更为复杂。因翅膀柔性而产生的翼尖二次流涡和后翼翼尖涡形成了额外的低压区域,提升了柔性扑翼的飞行性能。本研究有望对扑翼飞行中涉及升力增强机制的涡动力学提供一些新的见解,从而为新型仿生微型扑翼飞行器的设计提供参考。 展开更多
关键词 斑凤蝶 柔性扑翼 流固耦合 涡动力学 仿生流体力学 扑翼飞行器
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多种SST湍流模型对典型分离流动的预测性能
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作者 李文浩 饶彩燕 +3 位作者 段毅 王丁 高原 张健 《空气动力学学报》 北大核心 2026年第2期125-136,共12页
流动分离现象对飞行器表面附近的流场结构以及飞行器的整体性能有着至关重要的影响。基于驼峰流动以及跨声速凸包流动两种典型的分离流动,采用CFL3D求解器对航空航天工程领域常用的shear-stress transport(SST)湍流模型及其多种修正形... 流动分离现象对飞行器表面附近的流场结构以及飞行器的整体性能有着至关重要的影响。基于驼峰流动以及跨声速凸包流动两种典型的分离流动,采用CFL3D求解器对航空航天工程领域常用的shear-stress transport(SST)湍流模型及其多种修正形式的预测性能进行了评估与分析。通过将平均流场与湍流场的模拟结果分别与高精度实验及大涡模拟数据进行对比,发现:由于低估分离区剪切层中的湍流生成,SST模型在相应区域预测的湍流掺混强度不足,常常会过大地估计二维分离区的范围。在SST模型基础上考虑旋转/流线曲率因素的修正形式未取得明显的改善效果;考虑湍流各向异性的修正形式虽然提高了对雷诺应力的预测精度,但未能有效改善对平均流场的预测性能;相比之下,引入分离流动修正则可通过增大分离区剪切层的湍流生成来增强湍流掺混,从而显著减小分离区的范围。进一步地,通过结合分离流动修正与湍流各向异性修正,可以明显改善对平均流场与湍流场的预测精度。本文研究可对工程仿真计算中湍流模型的选取和进一步改进提供指导。 展开更多
关键词 流动分离 雷诺平均模拟 SST湍流模型 流场预测 修正模型 数值模拟
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涵道-机翼耦合简化构型倾转过程气动特性研究
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作者 刘毅磊 钟伟 +2 位作者 王震 周康 王同光 《飞行力学》 北大核心 2026年第1期1-7,共7页
以涵道-机翼耦合二维简化构型为研究对象,分析了整体倾转式与分段倾转式的气动特性及流场差异。参考NASA涵道风扇试验条件,验证了动量源方法的可靠性。在混合网格计算域上,分别对整体倾转和分段倾转两种方式的不同构型进行了数值模拟。... 以涵道-机翼耦合二维简化构型为研究对象,分析了整体倾转式与分段倾转式的气动特性及流场差异。参考NASA涵道风扇试验条件,验证了动量源方法的可靠性。在混合网格计算域上,分别对整体倾转和分段倾转两种方式的不同构型进行了数值模拟。研究结果显示:由于涵道风扇的抽吸效应,在两种倾转方式下,动力构型的升力系数相比通气构型均显著增加;分段倾转式使得动力构型的升力系数平均提高了307%,阻力系数平均降低了66.25%;在流场表现方面,分段倾转式构型的机翼保持水平,有效抑制了大倾转角下的流动分离和大规模涡流的生成,改善了流场均匀性,达到了高升力、低阻力的效果。 展开更多
关键词 倾转涵道风扇 动量源 气动特性 垂直起降飞行器
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