盘缝带降落伞是目前已成功实施的火星着陆任务均采用的主流伞型,为了探究盘缝带伞衣中不同的伞盘模型形状对于降落伞性能的影响,文章基于计算流体力学方法针对不同构型的伞盘模型进行数值模拟研究,分析和预测其超声速条件下的气动性能表现。结果表明:随着伞盘模型凹陷深度的减小,伞前脱体激波更接近伞体,导致伞内表面驻点区域的压力变大;当伞盘凹陷深度增大时,气流从伞端部流出时更容易使得端部压力升高,因此获得更大的平均压力分布,导致其阻力系数增大,然而这也会引起可观的侧向力,使得伞衣稳定性降低。另外,当来流马赫数增大,其阻力系数会随之减小。该结果对于火星降落伞的伞形的设计有一定的参考价值。

在直升机旋翼减振应用中,连续后缘襟翼和常规分离式襟翼相比具有重量轻、结构紧凑、气流平稳等优点。选用压电纤维复合材料作为驱动材料,基于NACA23012翼型设计带有连续变形后缘襟翼的桨叶段,对襟翼及其驱动结构进行选材设计分析;采用流固耦合方法分析连续后缘襟翼对剖面翼型气动特性的影响。结果表明:连续后缘襟翼在直升机桨叶工作迎角、马赫数范围内可实现有效偏转,显著改变翼剖面气动升力和力矩,证明了连续后缘襟翼在旋翼减振控制中的潜在应用价值。

提出了一种网格向量法用于计算飞机气动载荷,此方法以风洞测压数据为基础,网格化部件外形,使用网格点构造基础向量,采用空间向量法求解网格气动载荷的几何要素(如作用点、面积、单位法失、力臂及夹角等),进而获取飞机部件的总载荷及分布载荷。批量飞行载荷分析时,采用网格向量法先求得力与力矩系数的基础数据库,然后通过插值以获取批量计算工况下的载荷结果,计算效率得到显著提高。以某飞机起落架内舱门为例,分析了舱门气动载荷的计算特点,使用所提方法对主起落架内舱门进行了载荷计算分析,方法实施过程及计算结果表明所提方法操作简便、结果准确、普适高效,对飞机非典型翼面类部件的气动载荷求解,具有显著的优越性。

针对仿鸟扑翼飞行器升阻力系数随流速变化趋势问题,设计出了一种仿鸟扑翼飞行器机构来模仿鸟类的扑翼飞行。通过Fluent中动网格理论进行气动性能分析,分析在机翼参与上下扑动及俯仰运动期间,流场的速度与压力的变化及升阻力系数随流速的变化。仿真结果表明在机翼参与上下扑动及俯仰运动的过程中,在一定攻角及频率下,随着流速增加,平均升力系数先增加然后减小,平均阻力系数也是先增加然后减小,升阻力的变化为扑翼机构流速的选择提供了参考依据。

以缩比的近地面短舱进气道为研究对象,通过数值计算的方法得出侧风来流条件下地面涡的流场特征和气动特性,着重研究飞机滑跑对地面涡的影响。研究表明:在无相对滑跑时,速度比和离地间隙是影响地面涡特性的重要因素。来流速度越大,离地高度越高,地面涡的强度就越高;进气畸变主要受来流速度影响,流速越高,畸变程度越严重。有相对滑跑时,重点考虑来流速度和滑跑速度对地面涡的影响。来流速度对进气畸变影响很大,畸变指数随着风速升高而增大;滑跑速度是地面涡强度的主要影响因素,滑跑速度越高,地面涡强度越弱。

文章针对快速地铁车辆,从影响乘客舒适性的压力和噪声两个方面,对地铁车辆的舒适性、评价标准、控制标准进行描述;分析了与气动效应相关的阻塞比、列车运行速度、车体断面等车辆设计参数及其变化规律,从气动压力和噪声两个方面为快速地铁车辆的气动设计提供了参考。

基于时间推进方法,通过求解周向平均带体积力源项的流动控制方程,融合发展较为完善的落后角及损失模型,考虑径向掺混影响,同时引入Koch稳定边界模型,建立了一个轴流压气机性能预测计算模型。利用该模型对两台四级低速轴流压气机及两台单级跨声速压气机展开计算,得到了相应的特性曲线,并将计算值与相关实验数据进行对比分析。结果表明,该模型能可靠预测轴流压气机总体特性,可为多级压气机特性分析提供有效的技术支撑。

目前国内外一些热点研究方向,如再入/临近空间高超声速飞行器电磁散射特性、通信中断、气动隐身一体化、等离子体隐身、等离子体流动控制和电磁推进研究,既涉及到空气动力学又涉及到电磁学,形成气动电磁学这一交叉领域。本文从概念定义、典型应用领域、主要机理问题、试验设备和测量仪器等方面对气动电磁学进行了探讨。建议在基础理论、数值模拟、试验设备与测试技术等方面加大气动电磁学研究力度,促进气动电磁学在航空航天领域的应用。

采用ANSYS CFX软件对叶轮进行数值模拟分析,发现效率低的原因,提出改进方法。在Blade Gen程序中不断改进叶轮形状并进行数值模拟,找出满足性能要求的叶轮。经过整级性能测试,在设计点处多变效率提高了6.2%,并且具有更为宽广的稳定工作范围。

由风管及局部构件中气流所产生的气动噪声一直是空调风管系统面临的主要问题之一,在系统设计阶段对管件中的气动噪声进行准确计算具有重要工程意义。对比我国与其他国家指导规范中空调风管系统气动噪声计算的相关内容后,发现主要差异集中于三通管件处气动噪声的计算。为探究各计算方法的准确性,对三通管件的气动噪声进行了测试和数值模拟。通过实验研究发现根据《ASHRAE Handbook》中噪声算法所得结果与实测数据更为接近,数值模拟也得到相似结果。同时,实验与模拟中均发现干管出口端噪声水平低于支管出口端,这与《ASHRAE Handbook》所述矛盾。故认为《ASHRAE Handbook》中三通气动噪声算法更准确,但其对干管出口端噪声的描述存在问题。