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复合弯掠优化对跨声速压气机性能影响的研究 被引量：13
1
作者 茅晓晨 刘波 +3 位作者 张国臣 巫骁雄 邓熙 程昊 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期996-1004,共9页
为了研究复合弯掠优化对跨声速压气机性能的影响,以一跨声速级为对象,基于数值方法对优化前后的压气机整体性能和近设计点工况下转子内的流场进行了对比分析。结果表明:复合弯掠可以有效改善转子内部的流动和提高压气机的性能,其中近设... 为了研究复合弯掠优化对跨声速压气机性能的影响,以一跨声速级为对象,基于数值方法对优化前后的压气机整体性能和近设计点工况下转子内的流场进行了对比分析。结果表明:复合弯掠可以有效改善转子内部的流动和提高压气机的性能,其中近设计点的效率提升了约0.9%,近失速点效率提升约0.2%。复合弯掠可以使得负荷沿展向和弦向重新分配,改善了尖部和根部附近的流动;激波的空间结构发生了改变,全叶展上的激波均整体后移且尖部附近激波形态由一道前缘强斜激波转变为一道前缘弱斜激波和一道通道激波组成的激波系。复合弯掠也降低了叶尖"二次泄漏"的影响范围,使主流与泄漏流交界面的位置向下游移动,减小了叶尖附近通道内的堵塞和熵增区域。 展开更多
关键词 跨声速级 优化 参数化 二次泄漏 激波结构
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机匣优化造型对跨声速转子性能影响的研究 被引量：3
2
作者 茅晓晨 刘波 +3 位作者 张鹏 邓熙 李民 巫骁雄 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期556-565,共10页
为了研究机匣优化造型对跨声速压气机的性能影响,以一跨声速转子为对象,基于数值方法对近设计点和近失速点下机匣造型前后转子叶尖处的流场和整体性能进行了对比分析。结果表明:机匣造型可以有效改善叶尖处的流动,提高压气机性能;提升... 为了研究机匣优化造型对跨声速压气机的性能影响,以一跨声速转子为对象,基于数值方法对近设计点和近失速点下机匣造型前后转子叶尖处的流场和整体性能进行了对比分析。结果表明:机匣造型可以有效改善叶尖处的流动,提高压气机性能;提升了全工况范围内的效率,近设计点的效率提升了约0.25%,近失速点效率提升约0.33%;近失速点的压比提高约1.1%,而近设计点的压比基本不变。机匣造型降低了叶片前缘处的负荷,改变了激波的空间结构,使激波后移。在近设计点下,机匣造型提高了大部分叶展上的效率,机匣附近出现两个"低压环"区,由其产生的三维压力梯度效应改变了此位置附近子午面上的涡形态,流向正压力梯度减轻了叶尖处低速回流区的影响;叶尖处的流线流动更合理,"二次泄漏"现象消失。在近失速点下,机匣造型提高了大部分叶展上的总压比;叶尖处的涡形态没有发生变化,而涡核的位置发生了改变;造型使叶尖处的流线流动更加合理,但是"二次泄漏"现象并没有消失。 展开更多
关键词 跨声速转子 机匣造型 二次泄漏 参数化 激波结构
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两种超声速翼身激波阻力优化方法对比研究 被引量：3
3
作者 关晓辉 宋笔锋 李占科 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期2510-2519,共10页
使用类别形状函数变换(CST)参数化方法对超声速翼身组合体的机身和机翼外形进行参数化表示,在充分利用机翼与机身之间气动干扰的基础上提出了基于远场组元的机翼和机身激波阻力协同优化(CoFCE)算法,并对其计算量和优化结果同机翼和机身... 使用类别形状函数变换(CST)参数化方法对超声速翼身组合体的机身和机翼外形进行参数化表示,在充分利用机翼与机身之间气动干扰的基础上提出了基于远场组元的机翼和机身激波阻力协同优化(CoFCE)算法,并对其计算量和优化结果同机翼和机身外形交替进行优化的扩展的远场组元(EFCE)激波阻力优化方法开展对比。研究结果表明:随着参数数量的增加,CoFCE算法的计算量更大,其优化效果明显优于EFCE算法;经过CoFCE方法优化的翼身组合体超声速巡航状态下的升阻比有大幅提高。 展开更多
关键词 参数化 超声速飞行器 激波 减阻 外形优化
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CSRT与CST气动外形参数化方法对比 被引量：5
4
作者 关晓辉 宋笔锋 李占科 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2014年第2期228-234,共7页
类别形状修正函数变换(CSRT)方法是在类别形状函数变换(CST)方法的基础上添加修正函数以克服其不具备局部性的缺点发展而来的新型参数化方法。通过考察参数化过程中翼型的表示误差和线性系统条件数,对CSRT和CST参数化方法的表示精度和... 类别形状修正函数变换(CSRT)方法是在类别形状函数变换(CST)方法的基础上添加修正函数以克服其不具备局部性的缺点发展而来的新型参数化方法。通过考察参数化过程中翼型的表示误差和线性系统条件数,对CSRT和CST参数化方法的表示精度和数值单值性进行了对比。使用基于以上两种参数化方法的远场组元(FCE)激波阻力优化算法对超声速翼身组合体进行了零升激波阻力优化,结果对比得到:基于CSRT方法的两级优化具有更好的优化效果,激波阻力系数降低了34.7%。研究表明:CSRT方法需要比CST方法更多的参数数量以达到相似的精度,随参数数量的增长,CSRT参数化过程的病态化程度远低于CST方法;CSRT参数化方法可以结合适当的优化算法进行气动外形二级优化,其效果优于使用相同参数数量的CST参数化方法所进行的单级整体优化。 展开更多
关键词 类别形状修正函数变换 参数化 外形优化 激波 减阻
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基于FCE方法的超声速机翼厚度分布优化 被引量：3
5
作者 关晓辉 李占科 宋笔锋 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期169-174,共6页
远场组元(Far-field Composite Element,FCE)激波阻力优化方法是基于类别形状函数变换(Class Shape Transformation,CST)参数化方法发展出的一种超声速飞行器气动外形优化方法。文章使用CST参数化方法对超声速客机的大后掠机翼进行外形... 远场组元(Far-field Composite Element,FCE)激波阻力优化方法是基于类别形状函数变换(Class Shape Transformation,CST)参数化方法发展出的一种超声速飞行器气动外形优化方法。文章使用CST参数化方法对超声速客机的大后掠机翼进行外形参数化,并以机翼容积和局部相对厚度为约束条件,使用FCE方法对其厚度分布进行以激波阻力最小为设计目标的快速优化。与原机翼相比,FCE优化方法使机翼激波阻力系数降低达61%,是超声速飞行器概念设计阶段降低激波阻力十分有用的优化方法。 展开更多
关键词 FCE CST 超声速飞行器 减阻 参数化 外形优化
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基于伴随方法的超声速客机机翼气动优化设计 被引量：5
6
作者 李立 白俊强 +2 位作者 郭同彪 傅子元 陈颂 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期843-849,共7页
采用基于RANS(Reynolds-averaged Navier-Stokes)方程的离散伴随方法,针对超声速客机构型开展了气动减阻优化设计研究。将自由型面变形(FFD,free form deformation)参数化技术、基于逆距离权重插值算法(IDW:inverse distance weighting... 采用基于RANS(Reynolds-averaged Navier-Stokes)方程的离散伴随方法,针对超声速客机构型开展了气动减阻优化设计研究。将自由型面变形(FFD,free form deformation)参数化技术、基于逆距离权重插值算法(IDW:inverse distance weighting)的网格变形算法和基于序列二次规划算法(SQP:sequential quadratic programming)的梯度优化算法等进行组装,建立了一套基于梯度的气动优化设计系统。通过该系统对超声速客机机翼实现精细参数化并基于此添加考虑结构要求及容积要求的厚度约束,继而进行了以全机阻力最小为设计目标的气动优化设计研究。设计结果表明,全机阻力减幅达到5.7%,机翼的激波区域得到有效抑制、激波强度明显降低,并且中外翼段压力分布形态表现出前缘吸力峰值降低,逆压梯度减弱,压力恢复更加平缓的特征。 展开更多
关键词 离散伴随方法 超声速客机 气动优化设计 激波阻力 压力分布
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