固井作业是石油开采中的一个重要环节,下灰车是固井作业中的重要设备。西北地区固井作业工况特殊,对下灰车的下灰性能提出更高的要求。以常用的气动卧式下灰车为例,分析影响下灰性能的因素,以便使下灰车适应更多工况。

论述了机载导弹分离过程中导弹气动参数化建模的方法。该方法将导弹在分离过程中的气动力视为导弹在无载机干扰的自由流场中的气动力与载机对导弹干扰气动力的叠加,建立了变系数多项式模型来描述干扰气动力的变化规律,采用多元正交函数最小二乘法和混合优化算法求解出模型中的未知参数。通过与CFD计算数据和CTS风洞试验数据的对比,本文方法得到的模型预测值与实验值相吻合,验证了参数化建模及计算方法的可行性。在上述参数化气动模型基础上,为保证分离过程的安全性并且使分离终端时刻姿态稳定,构建了纵向平面内的分离轨迹优化问题,采用高斯伪谱法将其转化为非线性规划问题并通过序列二次规划算法求解。计算结果表明,优化得到的分离轨迹可以保证分离过程的安全平稳。

通过分离涡模拟(DES)数值计算方法,对强侧风中不同行驶工况下某新型城际动车组的非定常气动特性进行研究,计算得到各工况下该型城际动车组所受非定常气动力的时域特性、频域特性,以及列车周围的非定常流场结构。研究结果表明:在强侧风作用下,列车所受气动力存在明显的非定常性,随着路堤高度的增加,非定常性更加显著;非定常气动载荷的主要频率出现在0～50 Hz,峰值频率主要出现在0～8 Hz,应考虑气动载荷频率与车身固有频率接近而可能造成的共振问题;随着路堤高度的增加,转向架和风挡区域流场扰动更加剧烈。

飞行试验是获取返回器在真实飞行条件下气动力参数的重要途径,气动辨识结果对于评估理论计算和风洞实验气动数据,改进气动设计具有重要意义。月地高速再入气动环境复杂,气动力预测困难,结果具有很大不确定性,因此给出气动辨识结果的偏差是十分必要的。本文针对月地高速再入飞行试验,发展了返回器气动力参数辨识方法,并利用返回器飞行试验数据提取到了关键气动力参数。研究了返回器气动辨识数据偏差分析技术,剖析了各误差因素产生的气动偏差,并分析了产生气动参数辨识偏差的主要因素。在此基础上利用蒙特卡洛分析方法,计算得到了所有误差综合影响条件下返回器气动辨识结果的偏差区间。结果表明,大气密度、加速度、姿态角、高度、速度等参数的测量误差是产生辨识偏差的主要因素,全程配平迎角的估计结果精度很高,高空稀薄大气段......

为了研究某无翼式布局制导火箭弹进行俯仰操纵时非线性气动特性对弹箭操纵性的影响,通过模型风洞试验和数值计算相结合的方法,分析了不同马赫数、舵偏角和攻角等因素对该火箭弹气动特性的影响。对模型进行超声速风洞试验,试验结果表明,俯仰操纵负舵偏角时俯仰力矩系数导数随攻角先增大后减小,正舵偏角时俯仰力矩系数导数随攻角先减小后增大。采用ANSYS FLUENT对不同工况下该弹气动特性进行数值计算,计算结果表明,得到的俯仰力矩与风洞实验结果吻合较好,最大误差仅为4.6%。各部件气动特性分析结果表明:弹身的压心在负舵偏角时前移,正舵偏角时后移;上尾舵受弹身干扰影响法向力效率降低;负舵偏角时下尾舵的法向力系数导数随攻角减小,正舵偏角时下尾舵的法向力系数导数随攻角增大;各部件共同作用下弹箭气动特性呈非线性。

为了研究强地效环境下超音速有翼火箭橇侧翼气动特性,采用非结构网格求解可压缩雷诺平均N-S方程模拟了有翼火箭橇侧翼气动绕流情况,通过有无地面效应、侧翼攻角变化、侧翼连接位置变化等工况条件下侧翼气动特性结果对比,给出了多种工况条件下侧翼气动特性规律;结果表明:强地效环境下有翼火箭橇侧翼气动升力变化剧烈,增幅约41%;侧翼攻角在-6°~6°,气动升力逐渐增加,气动阻力逐渐减小,升阻比先减小后增大;侧翼连接位置的变化气动特性总体上表现并不敏感。

当飞行器以高超声速飞行时,其前方的气体剧烈压缩和粘性阻滞引起热障问题。由于高超声速流中非平衡效应对气动热的影响很大,化学非平衡效应成为高超声速气动热领域研究的关键问题之一。本文简要介绍了非平衡效应和真实气体效应,在此基础上,综述了化学非平衡模型下气动热数值模拟的研究进展,包括真实气体效应、化学非平衡效应、化学反应模型、近壁面第一层网格高度对气动热数值模拟结果的影响,以及化学非平衡流条件下圆球高超声速绕流的激波脱体距离随马赫数的变化规律,该规律有待相关风洞试验的验证。文章最后指出湍流对化学非平衡效应的影响及辐射效应对气动热数值模拟的影响是值得关注的研究方向。

一种利用空气动力原理实现悬浮的新型列车目前正由中日双方共同研发。这种列车时速可达400~500公里,且能耗仅为磁悬浮列车的约1/6,因而可完全利用清洁能源运行。这种列车2001年就由日本东北大学开始研发,中方空气动力学教授赖晨光2004年开始接触这一项目,2007年开始深入参与研究,并颠覆性地提出采用“环形翼”,较日方原先采用的传统翼大幅提高了列车行驶的稳定性和升阻比。根据规划,日本将于2025年开通设计时速400公里的气动悬浮列车线路。

为避免传统操纵面研制方法导致操纵面返修或者重新研制,带来研制成本的增加和研制周期的延长,提出了一种飞机操纵面气动外缘吻合性评估方法。该方法基于CATIA软件建立操纵面气动外缘公差评估仿真模型,借助仿真模型可以直接评估气动外缘公差是否满足要求,也可以直接获取操纵面悬挂点和操纵点设计公差,解决了民用飞机操纵面气动吻合性公差超差的难题,为国内后续型号操纵面气动吻合性结构设计提供了参考。

折叠方式对折叠翼的气动特性及展开特性有重要影响。对对称折叠、顺向折叠方式下折叠翼的气动特性及展开运动过程分别进行了数值模拟仿真和动力学仿真,比较了折叠方式对折叠翼气动特性、展开运动特性的影响,并分析其影响机制。计算结果表明,相对状态下,与对称折叠时相比,顺向折叠时,下折叠翼所受气动力减小,上折叠翼略有增大,导致负攻角情况下顺向折叠时,下折叠翼展开时间增加,展开同步性增强;正攻角情况下下折叠翼展开时间减小,展开同步性减弱。侧滑状态下,两种折叠方式下折叠翼展开时间基本相当,由于背风侧下折叠翼展开时间减小,导致顺向折叠时折叠翼展开的同步性有所减弱。同时,在小展开角度下,顺向折叠时全弹纵向静稳定性有所提高。