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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
1
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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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
2
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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基于边界积分法的机翼绕流动态分离特性分析
3
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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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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跨速域乘波体组合变体机翼布局及其任务能力评估
5
作者 马铁林 景彪 +3 位作者 蒋崇文 乔南璇 付竟成 向锦武 《航空学报》 北大核心 2026年第1期103-122,共20页
跨速域飞行器在快速部署、持久侦察与高速投送等领域展现出广阔应用前景,其设计核心挑战在于依靠单一气动布局难以兼顾复杂飞行工况需求且单体平台尺寸较大难以向集群应用场景拓展。提出一种具备集群部署潜力且宽速域性能均衡的变体滑... 跨速域飞行器在快速部署、持久侦察与高速投送等领域展现出广阔应用前景,其设计核心挑战在于依靠单一气动布局难以兼顾复杂飞行工况需求且单体平台尺寸较大难以向集群应用场景拓展。提出一种具备集群部署潜力且宽速域性能均衡的变体滑翔飞行器构型,融合乘波体与旋转伸缩机翼气动布局,建立了完整的设计、优化和性能评估框架,实现跨速域变体滑翔飞行器从任务需求到性能评价的完整闭环。在总体参数评估方面,提出了基于多阶段再入飞行走廊的总体参数评估方法;在气动外形优化方面,建立了乘波体尾部整流罩宽速域优化方法和变体机翼全局-梯度两阶段优化策略;在飞行器任务能力评估方面,基于hp-RPM(hp-adaptive Radau Pseudospectral Method)方法完成飞行器可达域计算和任务能力评估,探索出适用于该布局的俯冲-跃升减速策略,可在不改变布局的情况下突破准平衡滑翔软约束完成预定减速任务,使飞行器具备更强的载重能力。 展开更多
关键词 跨速域布局设计 宽速域气动优化 乘波体 变体机翼 飞行器任务能力评估
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非多项式高阶非线性加权格式研究综述
6
作者 黎昊旻 毛枚良 +2 位作者 白进维 董维中 朱华君 《空气动力学学报》 北大核心 2026年第1期6-18,共13页
在数值求解双曲守恒律方程弱解时,基于多项式的高精度非线性加权格式与线性格式相比,其引入的非线性误差会对格式分辨率产生不可忽略的影响。为了降低这种影响,学者们一方面在加权模板集选取、光滑因子计算及其与非线性权函数关系等方... 在数值求解双曲守恒律方程弱解时,基于多项式的高精度非线性加权格式与线性格式相比,其引入的非线性误差会对格式分辨率产生不可忽略的影响。为了降低这种影响,学者们一方面在加权模板集选取、光滑因子计算及其与非线性权函数关系等方面开展了系统性的研究工作;另一方面,也对基于非多项式的高精度非线性加权格式进行了探索性研究。本文归纳总结了三角函数、对数函数、径向基函数及双曲正切函数等非多项式的WENO格式研究成果,展示了它们的频谱分辨率和间断捕捉能力等方面的特性。三角函数和径向基函数的WENO格式在频谱分辨率上优于多项式WENO格式,双曲正切函数的WENO格式在捕捉间断时产生的数值耗散明显低于多项式的WENO格式。这些初步而积极的研究成果,反映了WENO格式研究的新动向,对推进高阶精度非线性加权格式研究具有重要指导意义。 展开更多
关键词 非多项式插值 WENO格式 双曲守恒律 高阶精度格式
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异型建筑风驱雨分布特性数值研究
7
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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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
8
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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飞行器智能流场建模方法研究进展
9
作者 张好 沈洋 +3 位作者 黄伟 赵振涛 安凯 刘双喜 《国防科技大学学报》 北大核心 2026年第1期1-15,共15页
智能流场建模方法通过融合深度学习在特征提取与动态响应预测中的优势,以及在多学科设计优化(multidisciplinary design optimization,MDO)架构中的创新潜力,已成为实现复杂流动系统高效建模与高维性能提升的研究热点。本文从数据驱动... 智能流场建模方法通过融合深度学习在特征提取与动态响应预测中的优势,以及在多学科设计优化(multidisciplinary design optimization,MDO)架构中的创新潜力,已成为实现复杂流动系统高效建模与高维性能提升的研究热点。本文从数据驱动方法与物理约束方法两方面系统梳理了智能流场建模的研究现状,并指出了发展面临的三大关键挑战:高保真数据获取、复杂边界几何特征表达以及鲁棒物理约束的构建。进一步地,展望了融合气动与多学科耦合效应的联合建模框架,或能通过多尺度物理信息嵌入与自适应优化机制,革新下一代飞行器MDO范式。提供了数据知识与物理机理的深度融合新思路,旨在推动智能流场建模在航空航天等领域的跨学科创新。 展开更多
关键词 智能流场预测 深度学习 代理模型 数据驱动 物理约束 多学科设计优化
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基于射流流动控制的飞翼布局飞行器阵风载荷减缓研究
10
作者 梅洋 史志伟 +3 位作者 张维源 廖雪琪 郭鹏宇 夏雨航 《空气动力学学报》 北大核心 2026年第1期85-95,共11页
针对飞翼布局飞行器静稳定性较差的特点,通过控制面偏转应对阵风载荷的方法因受机械传动系统限制,存在操纵效率低、控制效能有限等问题。为此,本文采用CFD数值模拟方法,开展基于射流流动控制的阵风载荷减缓技术研究。首先对飞翼布局飞... 针对飞翼布局飞行器静稳定性较差的特点,通过控制面偏转应对阵风载荷的方法因受机械传动系统限制,存在操纵效率低、控制效能有限等问题。为此,本文采用CFD数值模拟方法,开展基于射流流动控制的阵风载荷减缓技术研究。首先对飞翼布局飞行器的阵风响应特性进行分析,在此基础上采用壁面射流和环量射流分别抑制阵风诱导的气动力载荷,并提出一种基于压力反馈的阵风载荷减缓控制方案。结果表明:阵风扰动主要影响飞行器上翼面前缘压力分布,导致气动力特性改变;施加壁面射流和环量射流均能有效控制阵风载荷,其中环量射流在现有激励器参数和布局配置下表现出更优的控制效率;在基于压力反馈的闭环控制下,环量射流可使阵风诱导的升力系数增量均方根值降低63.1%,俯仰力矩系数增量均方根值降低72.1%,验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 阵风减缓 射流流动控制 压力反馈 飞翼布局飞行器 计算流体力学
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基于透气结构的海鸥仿生翼型气动特性
11
作者 李富琨 郝礼书 高永卫 《空气动力学学报》 北大核心 2026年第2期93-103,共11页
羽毛是鸟类飞行的关键部件,是构成鸟翼外形的核心元素,其自身透气特性也是影响鸟翼气动特性的重要因素。本文将羽毛的透气结构抽象简化为多孔介质,并将其覆盖在海鸥仿生翼型表面,以模拟真实的透气效应。基于多孔介质的渗流理论,通过CFD... 羽毛是鸟类飞行的关键部件,是构成鸟翼外形的核心元素,其自身透气特性也是影响鸟翼气动特性的重要因素。本文将羽毛的透气结构抽象简化为多孔介质,并将其覆盖在海鸥仿生翼型表面,以模拟真实的透气效应。基于多孔介质的渗流理论,通过CFD方法探究此仿生结构对翼型气动特性的影响。结果表明:多孔介质对翼型的气动性能有显著影响。具体而言,多孔介质可使失速迎角增加5°、最大升力系数提升8.2%,该效果主要通过其对壁面压力分布、摩擦阻力分布和空间速度分布的影响实现。在几何参数方面,多孔区域分布起始点前移会增大失速迎角,但同时降低线性段的升力系数;而增加多孔介质厚度则会降低线性段升力系数,并引起翼型阻力上升,其中多孔区域自身的阻力增长尤为突出。在透气特征参数方面,达西数的增大会小幅提高升力系数,并在小迎角范围内降低阻力,但在失速段则会增加阻力。各向异性对升力影响较小,主要影响阻力特性,且翼型表面摩擦阻力分布和多孔区域的阻力主要由流向(x方向)的渗透率主导。本文半覆盖多孔翼型所采用的分布方式和透气特性及其研究结论可为仿生翼型的设计研究提供一定参考。 展开更多
关键词 透气结构 多孔介质 数值模拟 仿生翼型 气动特性
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壁面烧蚀效应对高超声速边界层转捩的影响机理、建模与实验验证
12
作者 武一凡 郭跃 +3 位作者 沙心国 纪锋 董明 赵磊 《气体物理》 2026年第1期50-61,共12页
高速飞行器巡航过程中往往面临严峻的气动加热,进而导致表面烧蚀现象。烧蚀效应显著影响边界层内扰动的演化与转捩过程。首先综述了刻画烧蚀效应的局部散射理论,并针对分布式烧蚀形貌对转捩的影响问题,给出了基于调和线化Navier-Stokes(... 高速飞行器巡航过程中往往面临严峻的气动加热,进而导致表面烧蚀现象。烧蚀效应显著影响边界层内扰动的演化与转捩过程。首先综述了刻画烧蚀效应的局部散射理论,并针对分布式烧蚀形貌对转捩的影响问题,给出了基于调和线化Navier-Stokes(harmonic linearized Navier-Stokes,HLNS)框架的数值预测方法。同时,设计了风洞实验方案以测量烧蚀形貌对转捩的影响。最后,采用HLNS预测了风洞实验工况下烧蚀形貌对转捩的影响,所得数值结果与实验数据吻合良好。该工作为建立基于局部散射机理的工程化转捩预测方法提供了理论基础与方法支撑。 展开更多
关键词 表面烧蚀效应 烧蚀形貌 边界层转捩 局部散射理论 调和线化Navier-Stokes方法
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钝头体逆向喷流中的物质与热量输运屏障及其热防护机制研究
13
作者 蒋皓 何烨帆 +1 位作者 梁小妮 张家忠 《推进技术》 北大核心 2026年第1期212-225,共14页
结合数值模拟方法和Lagrangian拟序结构(Lagrangian Coherent Structures,LCSs)对钝头体逆向喷流中的物质与热量输运屏障进行了深入研究,以揭示逆向喷流对超声速飞行器前缘的热防护机制。采用SST k-ω湍流模型,对来流马赫数Ma=3.98和喷... 结合数值模拟方法和Lagrangian拟序结构(Lagrangian Coherent Structures,LCSs)对钝头体逆向喷流中的物质与热量输运屏障进行了深入研究,以揭示逆向喷流对超声速飞行器前缘的热防护机制。采用SST k-ω湍流模型,对来流马赫数Ma=3.98和喷流压比分别为0.4,0.6和0.8条件下的钝头体逆向喷流流场进行了模拟。基于对流场特性的分析,探讨了不同喷流压比对流场的影响,并引入LCSs分析方法,从Lagrangian视角识别逆向喷流流场中的物质与热量输运屏障。研究结果表明:随着喷流压比的增加,逆向喷流推动弓形激波向上游移动,并扩大了旋涡区的覆盖面积,增强了降热效果;来流与冷却喷流之间始终存在着物质输运屏障,避免了高温气流直接接触钝体壁面。进一步而言,喷流剪切层主导着热量输运屏障的形成与演化。由于喷流剪切层有效抑制了热量的输运,在喷流-来流剪切层与喷流-旋涡区剪切层之间形成了热量输运屏障。而喷流-来流剪切层的消失与喷流-旋涡区剪切层的再附也导致了热量输运屏障的终止。研究结果捕获了逆向喷流流场中的物质和热量输运特性,为揭示逆向喷流的热防护机制提供了新的视角。 展开更多
关键词 逆向喷流 超声速流动 Lagrangian拟序结构 气动加热 流动控制
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高超声速变体飞行器气动力-热-结构耦合特性数值仿真分析研究
14
作者 罗世彬 岳航 +3 位作者 刘俊 冯彦斌 唐仲鼎 宋佳文 《航空制造技术》 北大核心 2026年第5期14-24,共11页
针对高超声速变体飞行器在宽速域飞行中因构型变化引发的气动热与结构响应耦合问题,本文开展了多状态数值模拟研究。基于CFD(Computational fluid dynamics)方法计算高度24 km速度Ma 5时不同机翼折叠角(0°~90°)与攻角条件下... 针对高超声速变体飞行器在宽速域飞行中因构型变化引发的气动热与结构响应耦合问题,本文开展了多状态数值模拟研究。基于CFD(Computational fluid dynamics)方法计算高度24 km速度Ma 5时不同机翼折叠角(0°~90°)与攻角条件下的表面热流与压力载荷,并基于经典的能量守恒原理与Fourier热传导定律所描述的瞬态热传导控制方程,结合有限元方法,将气动参数作为外部载荷,对机翼结构开展热-结构耦合响应分析,评估机翼在典型变形状态下的结构响应结果。结果表明,机翼折叠显著加剧局部气动加热与应力集中,90°折叠角时翼尖热流峰值达1309.9 kW/m^(2),结构等效应力增至506 MPa,通过合理热防护设计仍可满足强度与热安全要求。本研究为高超声速变体飞行器的多状态耦合特性评估提供了工程参考。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 变体飞行器 折叠翼 气动热 气动力-热-结构耦合分析
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展向多参数可变的新型宽速域乘波体设计方法
15
作者 段佳昕 刘愿 +1 位作者 高亮杰 钱战森 《航空学报》 北大核心 2026年第1期169-181,共13页
乘波体因其在高超声速条件下通过激波压缩效应产生的高升阻比特性,成为高超声速飞行器布局设计的重点研究方向,但也存在非设计工况下气动性能急剧恶化、气动性能与容积难以兼顾等难题。针对上述问题,发展了一种基于吻切理论的展向多参... 乘波体因其在高超声速条件下通过激波压缩效应产生的高升阻比特性,成为高超声速飞行器布局设计的重点研究方向,但也存在非设计工况下气动性能急剧恶化、气动性能与容积难以兼顾等难题。针对上述问题,发展了一种基于吻切理论的展向多参数可调控乘波体设计方法,通过不同马赫数-激波角组合的基准流场生成特征流线簇,实现激波系空间分布的主动调控,进而兼顾非设计点气动性能和容积需求。研究结果表明,通过该设计方法获得的乘波体流场结构与数值仿真结果一致,设计方法可靠。在保持等容积、等长度和等宽度的约束条件下,相对于定参数设计的传统乘波体,展向多参数可变乘波体的升力系数提升幅度平均约17.01%,升阻比提高平均约12.63%。宽马赫数(Ma=6~10)范围内新型乘波体的升阻比衰减率控制在1.8%以内,显著提升了乘波体宽速域的气动性能。该乘波体设计方法通过展向参数主动调控实现了气动性能与容积的协同设计,为突破传统乘波体性能局限提供了新思路,对宽速域高超声速飞行器工程应用具有一定的借鉴意义。 展开更多
关键词 宽速域 变马赫数 变激波角 吻切乘波体 高超声速
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基于多支微射流的超声速射流主动控制
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作者 范德威 薛雨凌 +1 位作者 宁英豪 Arun Kumar Perumal 《空气动力学学报》 北大核心 2026年第1期76-84,共9页
在国家大力发展航空航天产业的背景下,研究超声速射流主动控制技术具有重要意义。以增强超声速射流混合为目标,针对经典圆形超声速射流混合开展主动控制实验研究。使用侧向注入微射流作为激励装置,研究主射流出口处压比、微射流与主射... 在国家大力发展航空航天产业的背景下,研究超声速射流主动控制技术具有重要意义。以增强超声速射流混合为目标,针对经典圆形超声速射流混合开展主动控制实验研究。使用侧向注入微射流作为激励装置,研究主射流出口处压比、微射流与主射流质量流量比和微射流注入支数这3个关键参数对超声速射流核心区长度的影响规律。结果表明:固定质量流量比和微射流支数,核心区长度的控制效果随着微射流出口处的压比增加逐渐减弱;微射流支数和出口处压比不变,核心区长度与微射流及主射流的质量流量比呈较为复杂的非线性关系;固定微射流出口处压比时,增加微射流支数,并未显著提升射流混合效果;射流的控制效果随出口压比的增加而减弱,当出口压比为2.50、3.00、3.67、5.00和7.00时,射流核心区长度可分别减小62%、60%、53%、46%和8%。此外,还基于泰勒展开和反向传播(back propagation,BP)神经网络算法分别建立了两种预测射流核心区长度模型。结果表明:在微射流控制下获得的最优值L_(c,opt)^(*)=8.7附近,两者均表现出较好的预测能力;而当远离最优值时,BP神经网络对超声速射流核心区长度的预测结果具有更高的准确性,误差仅为基于泰勒展开方法的1/6。本文将实验结果与BP神经网络相结合,为超声速射流的主动控制与工程优化提供了高精度智能预测方法,显著提升了混合效果并降低了实验成本。 展开更多
关键词 超声速射流 主动控制 微射流 预测模型 神经网络
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支持半径自适应调节的RBF插值算法网格变形方法研究
17
作者 刘思余 薛臣 兰夏毓 《兵器装备工程学报》 北大核心 2026年第2期62-70,共9页
对基于RBF(径向基函数)插值的网格变形方法进行改进,得到1种支持半径自适应调节的RBF插值算法网格变形方法。首先以ONERA-M6机翼为对象,采用RBF插值法在不同翼尖变形条件下进行网格变形,发现RBF插值法中的支持半径会显著影响网格变形质... 对基于RBF(径向基函数)插值的网格变形方法进行改进,得到1种支持半径自适应调节的RBF插值算法网格变形方法。首先以ONERA-M6机翼为对象,采用RBF插值法在不同翼尖变形条件下进行网格变形,发现RBF插值法中的支持半径会显著影响网格变形质量,并且网格变形质量随着支持半径的增大呈现出先增大后缓慢减小或基本不变的特点,由此提出了基于MPI的支持半径自适应RBF插值算法。该算法通过网格质量是否随支持半径的增大而缓慢减小或基本不变,判断是否已寻得最优支持半径。同时考虑到小变形条件下的网格变形质量与原始网格基本相当,即使在未达到最优支持半径的情况下,网格质量也能满足CFD最低计算要求,因此采用2种判断条件生成最终变形网格:①当前变形网格质量是否已达到最低要求;②网格质量是否随支持半径的增大而减小。该方法在ONERA-M6、DLR-F6上的案例应用表明该算法的有效性。 展开更多
关键词 径向基函数 网格变形 自适应调节支持半径
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蝴蝶柔性扑翼前飞流固耦合特性
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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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面向飞行器的气动力系数智能预测方法
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作者 肖奇松 陈新海 +5 位作者 陈蔚丰 刘杨 高诗婕茜 李开霆 庞宇飞 刘杰 《国防科技大学学报》 北大核心 2026年第1期88-98,共11页
计算机辅助气动设计对飞行器外形优化至关重要,为进一步提升气动特性建模效率,提出了面向飞行器的气动力系数智能预测方法AeroPointNet。该方法以几何数模的三维点云表征为输入,构建了高效提取局部与全局几何特征的神经网络架构。为捕... 计算机辅助气动设计对飞行器外形优化至关重要,为进一步提升气动特性建模效率,提出了面向飞行器的气动力系数智能预测方法AeroPointNet。该方法以几何数模的三维点云表征为输入,构建了高效提取局部与全局几何特征的神经网络架构。为捕捉流动条件的变化,AeroPointNet将物理信息与几何特征融合,并引入两种加权注意力机制来动态调整权重,有效解决了权重失衡问题。实验结果表明,AeroPointNet实现了较传统数值方法3个数量级以上的气动力系数计算效率提升,升力系数和阻力系数的平均相对误差均保持在5%以下。 展开更多
关键词 飞行器 气动力系数 点云 神经网络 加权注意力机制
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仿蜻蜓扑翼微型飞行器仿生原理与研究进展
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作者 王浦淏 任尚清 +1 位作者 周超 陈隆 《无人系统技术》 2026年第1期1-22,共22页
微型飞行器是国内外无人系统领域的研究热点之一。自然界的飞行生物为微型飞行器的研制提供了新思路,因此近年来涌现出众多以生物为原型的仿生扑翼微型飞行器。这类飞行器具有隐蔽性好、机动性强、尺度微小、效率高等优势,在国家安全和... 微型飞行器是国内外无人系统领域的研究热点之一。自然界的飞行生物为微型飞行器的研制提供了新思路,因此近年来涌现出众多以生物为原型的仿生扑翼微型飞行器。这类飞行器具有隐蔽性好、机动性强、尺度微小、效率高等优势,在国家安全和经济民生等领域展现出广阔的应用前景。蜻蜓的续航能力和机动性能尤为突出,以其为原型的仿蜻蜓扑翼微型飞行器是未来发展的重要布局之一。针对近年来仿蜻蜓扑翼微型飞行器的仿生原理和样机研制进展进行综述。首先,介绍了蜻蜓翅膀的结构特征与运动特性;随后,总结了影响蜻蜓飞行性能的重要因素,如:旋涡干扰、扑动相位差等,并解释了上述因素影响气动性能的机理;之后,梳理了蜻蜓在悬停、起飞、转向等飞行模式下的控制方式;最后,系统归纳了国内外仿蜻蜓扑翼微型飞行器的研制进展。此外,指出了仿蜻蜓扑翼微型飞行器的未来研究方向,包括感传一体仿生扑翼设计、微型驱传集成系统设计和微型低功耗功能模块开发,旨在指导仿蜻蜓扑翼微型飞行器的样机研制。 展开更多
关键词 仿生 蜻蜓 微型飞行器 扑翼 旋涡干扰 气动原理 飞行模式
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