为保证大展弦比柔性机翼在巡航飞行时的气动性能够达到设计指标,需要在机翼气动外形设计阶段进行型架设计。机翼刚度对气动载荷有显著影响,是影响静气动弹性的重要因素之一。基于流固耦合方法开展变刚度型架外形设计鲁棒性分析研究,建立以机翼刚度为自变量的全机弹性气动导数评估模型,并以机翼扭转角及升力效率为约束,开展机翼刚度敏度分析。结果表明垂直弯曲刚度、扭转刚度是影响机翼扭转角及全机升力效率的主要刚度特性;在机翼刚度变化不超过10%时可冻结型架外形;全机弹性气动导数与刚度比呈线性关系。研究结果可用于工程型号设计中的目标刚度静气动弹性评估。

大风经过兰新高铁沿线挡风墙后,容易引发接触网正馈线发生舞动现象。为分析挡风墙尾流作用下导线表面粗糙度对正馈线气动特性的影响,基于流体力学建立铁路挡风墙尾流风洞实验装置与5种不同表面粗糙度导线模型。由于导线与整体计算域尺寸差距悬殊,对整体计算域的网格采用分块划分。利用流体仿真软件研究不同风速下正馈线的气动特性。结果表明正馈线表面粗糙度越低,升、阻力增大越明显。在入口风速为1 m/s时,不同表面粗糙度正馈线升、阻力系数基本值保持稳定;在入口风速大于5 m/s时,随着表面粗糙度降低,正馈线升、阻力系数增大;不同表面粗糙度的正馈线尾部流场产生的漩涡不同,并且在导线凹凸处产生不同的细小漩涡。正馈线近壁面的气体流动特征发生较大变化,对导线气动特性影响较为明显。

简述了篦冷机挡风墙的结构形式、安装位置、工作原理以及操作使用方法。使用挡风墙后,窑系统二、三次风温有较大提升,热回收效率提高,余热风温降低,每年可节省天然气用量3875598m3,窑头罩负压波动范围基本稳定在-55~-45Pa。

倒角和切角措施对方柱的气动力及流场影响很大,常作为方柱流动控制的手段,采用大涡模拟方法,以雷诺数22000的方柱为研究对象,考虑了角部措施(角部变化率10%)的影响,对均匀流场下标准方柱、倒角和切角方柱周围流场及气动性能进行了模拟研究。通过将标准方柱大涡模拟结果与相关文献的试验和数值模拟结果对比,验证了该方法及参数取值的有效性;研究分析了倒角和切角措施对方柱风压分布和气动力的影响,并着重从时均流场和瞬态流场角度分析了角部处理措施对方柱气动性能的影响机理。结果表明,倒角和切角措施对方柱表面风压分布和气动力均有一定影响,其中对方柱表面流动分离区的风压系数影响更为显著。采用角部处理措施后,方柱前缘角区的流动分离受到影响,分离剪切层扩散角更小,侧面的分离涡更贴近壁面,从而在方柱侧面形成再附,尾流变......

为实现导弹快速机动转弯或精确制导打击的目的,提出了采用直接力/气动力复合控制的技术方法。选取某典型布局导弹外形,针对直接力/气动力复合控制的耦合干扰问题,尤其是导弹机动过程中的直接力/气动力干扰问题,综合采用风洞测力试验和非定常数值计算及直接力/气动力操纵响应的风洞验证试验手段,研究了直接力喷流的静态干扰影响特性、俯仰拉起过程的喷流干扰动态效应以及直接力/气动力复合控制作用下的飞行响应特性。结果表明位于导弹后体的直接力喷流产生了有利的气动干扰,俯仰运动过程中的非定常流动对喷口上游分离区范围影响较大,出现气动迟滞特性,且随角速率增加而增强;俯仰大迎角下力矩放大因子受俯仰运动影响更为明显,出现偏离静态的不利结果;直接力/气动力复合控制可以提高导弹的拉起速度,实现快速转弯和姿态的精确控......

为了提高导弹的静稳定性,减小弹体所受到的空气阻力,研究针对导弹尾翼开展多目标优化设计。首先以平面与剖面组合方式,建立尾翼结构的参数化设计模型,然后选取翼展和翼顶弦长作为优化设计变量,通过流场数值模拟方法分析9组设计样本的气动特性,应用神经网络方法分别构建阻力与压力中心位置的代理模型,最后以气动阻力和压力中心位置最小为目标,进行尾翼的多目标优化设计。结果表明,当以翼展、翼根弦长、翼顶弦长和翼型厚度四组参数进行参数化设计时,尾翼翼展的增大会导致阻力增大和压心位置后移,而翼顶弦长的增大会使阻力增加而压心位置前移,经过优化设计后,最终确定压心位置为4.3 m处,此时阻力大小为37540 N。

针对某电厂引风机后烟道气动噪声问题,采用Fluent软件进行数值模拟,结合大涡模拟与FW-H方程研究管外监测点的气动噪声,分析不同导流板排布方式和数量对管外气动噪声的影响。结果表明受管道截面面积增大的影响,烟气进入烟道后,靠近壁面处出现湍动能较高的区域,设置导流板可以提高流体分布的均匀性,降低弯管处的湍动能;当安装于第1节和第2节弯管内的2组件均包含2块导流板时,改造方案能够达到相对最佳的降噪效果,与2组件分别包含8块和6块导流板的原始烟道相比,气动噪声的平均总声压级降低了4.8%。

本文以某改造汽轮机为背景,应用数值模拟以及理论计算的方法对低压缸排汽通道进行研究,分析了低压缸导流环的起始扩散角度、外直径对排汽缸相关性能的影响。结果表明随着导流环起始扩散角的减少,导流环外直径的增大,排汽缸的静压恢复系数均会得到提高,当起始扩散角为15°时,导流环外直径为5600 mm,流线与导流环贴合更好,流场分布稳定,静压恢复系数数值最大;优化导流环结构可以使低压排汽的静压恢复系数提高37.1%,总压损失系数降低了39%,排汽性能更优。

为了优化列车高速运行时受电弓周围的气动性能,降低受电弓在高速运行时受到的空气阻力,设计了椭球面、导动面、双拱曲面3种不同头型的导流罩,并设定列车为稳态运行,基于RANS法对不同头型导流罩的高速列车进行了数值模拟,通过计算,对比分析了不同头型导流罩的受电弓气动阻力,研究结果表明在受电弓区域设置导流罩后,改善了受电弓下部的流场结构,减小了受电弓前后的压差阻力,进而减小了受电弓的气动阻力;椭球面、导动面、双拱曲面导流罩分别减小了受电弓气动阻力的31.89%、37.46%、43.94%。因此,双拱曲面导流罩对受电弓的减阻效果最显著。

由于车轨悬浮间隙的存在,高速磁浮列车的悬浮架周围流场紊乱且气动力复杂,影响列车的悬浮和导向性能。基于计算流体力学建立了3车编组的高速磁浮列车气动数值仿真模型,研究了列车气动特性及车轨间隙和悬浮架周围的流场结构,分析了3种不同形式的导流装置(板式、短楔形、长楔形)对列车气动特性的影响规律。研究结果表明在500 km/h的运行速度下,气流通过头车鼻尖底部悬浮间隙直接冲击在头车一位端悬浮架迎风侧,形成的压差阻力使头车气动阻力大幅增大;受悬浮架扰流影响,气流在车体底部形成了大面积的正压区,直接导致头车气动升力和气动力矩大幅提高且远高于中间车及尾车气动升力。根据研究结果,改变头车鼻尖底面结构,控制进入车轨磁浮间隙的气流流量和方向,改善了列车表面压力分布情况,协同降低了列车气动阻力、气动升力和点头力矩......