采用优化方法识别气动力降阶模型的核函数,其基本思想是:为气动力降阶模型的每一个核函数构造一个拟合曲线,优化拟合曲线的参数,使气动力降阶模型的气动力输出和CFD或试验结果一致。二维叶片气动力降阶模型的算例和结果表明:识别得到的核函数与用阶跃方法识别的结果完全一致。

本论述研究了基于零质量射流理念,将上表面吸气技术增升应用于直升机旋翼桨叶,在旋翼旋转过程中,通过在旋翼上表面进行吸气,对后行桨叶进行增升,从而在飞行过程中直接对直升机旋翼进行配平,进而取消挥舞铰与摆振铰的方案可行性,该方案基于大迎角翼型的驻涡增升理论提出。本论述中,对定常来流中的平直翼与大速度前飞下的旋翼都进行了CFD仿真流场分析,结果证明了采用上表面吸气技术完全可以实现两侧桨叶的升力平衡,同时还可以解放一部分前行桨叶的最大可用升力,提高旋翼的整体气动与动力学性能。

采用风洞试验方法对城际动车组气动阻力优化进行研究,获得不同侧滑角下的城际列车明线及横风气动阻力,并分析头部外形、风挡结构、车底设备对动车组气动阻力的影响规律。研究结果表明:侧偏角在0°～10°范围内,随着侧滑角增加,头车阻力系数逐渐增大,中间车阻力系数先增大后减小;尾车阻力系数对于侧滑角最敏感,头车次之,中间车最小。无横风时,设置外风挡显著减小了头车及尾车阻力系数,但导致中间车阻力系数增加约16.7%,整车阻力系数仅减小4%左右。安装设备舱后,车体底部杂乱的气流变得平顺,无横风时整车气动阻力系数较减小22%,而横风环境下整车气动阻力系数降幅可达25%。

为研究300MW电厂SCR脱硝烟道内部气动流场,采用数值模拟方法,在获得原始流场烟气分布规律的基础上,分析了入口段扩张流道导流板对速度场的影响。结果表明:导流板可以很好的改善扩张流道内烟气的流动性能,一定程度上均化了催化剂前的速度分布,随着导流板数量的增加,扩张流道出口的速度偏差系数逐渐减小,而催化剂前的逐渐增大,其中在减小反应器中间高速区方面,最佳方案为Case 2。

介绍了一种地面电磁干风洞的实验方法,可以利用电磁场和安培力实现气动力的模拟,在不接触模型的条件下对模型进行静态和动态加载。这在一些非气动力因素起主导作用的多学科动力学过程的研究中具有重要意义。为了验证实验技术的有效性,进行了一系列的验证试验,给出了静载荷试验和动态准模态试验的结果,证明了实验技术的可行性和有效性。试验结果与经典有限元仿真计算结果基本一致,研究表明,电磁干风洞装置可以准确地进行加载,取得合理的试验结果。

建立了五叶片垂直风力机三维模型,采用滑移网格技术对五叶片垂直风力机的气动性能进行分析。研究结果表明,叶片的半径和高度会对风力机外围的速度场及湍动能分布产生明显影响,进而影响风力机的风能利用率。不同转速的风力机随着叶片宽度的增加其风能利用率呈现先增加后减小的趋势,同时在风力机转速一定情况下,风力机的风能利用系数随着叶片高度的增加也呈现明显的先增加后减少趋势。

基于直接模拟蒙特卡罗(DSMC)方法,发展流场直角与表面三角形非结构混合网格生成方法和网格自适应技术,构造适于高稀薄流到近连续滑移流多流区共存的变时间步长模拟策略及DSMC区域分解并行计算方案。采用经改进的DSMC方法模拟飞船返回舱再入过程130～70km跨越外层空间自由分子流到稀薄过渡近连续流区热化学非平衡流动,研究分析了跨流域激波过渡带和边界层的强扰动演变规律以及稀薄气体效应、高温真实气体效应对返回舱气动特性和配平特性的影响规律。对比分析了不同壁面反射模型对返回舱配平特性的影响特点,计算的探月试验返回器配平迎角与飞行试验数据一致。计算分析了质心位置偏移对配平迎角的影响机制。计算结果表明:稀薄气体效应和壁面反射模型对90km以上高度的气动力和配平特性影响显著,真实气体效应则对90km以下高度的气动特性......

基于二维不可压非定常RANS模型,分别计算了平板断面、箱梁断面、双边肋断面在简谐脉动来流和宽频湍流中的非定常气动力,并识别出各自的气动导纳函数。在此基础上,通过考察断面在三种不同脉动幅值来流作用下的气动导纳,研究了不同脉动幅值对各类断面气动导纳的影响。结果表明,在竖向简谐脉动来流下,平板断面的气动导纳与Sears函数吻合良好,证明数值识别气动导纳的可行性;湍流作用下,平板断面识别的导纳函数有着实质性的不同,表现出很强的随机跳跃性。与平板断面类似,箱梁断面的气动导纳接近Sears函数。在不同幅值的简谐脉动来流下,平板断面和流线型箱梁断面识别的气动导纳基本一致,表现出了流线型断面对来流特性的不敏感性。计算结果表明,具有显著分离流的双边肋断面,其气动导纳具有明显的来流风场依赖性,表明钝体断面的气动导纳并......

用定量分析的方法,权衡气动性能与乘坐舒适性需求对汽车外形设计的影响。先把汽车车身简化为一个类钝体,并对主要外形特征部位进行参数化。然后选择无轮车身的气动阻力系数和剩余体积百分数作为衡量汽车气动性能和乘坐舒适性的物理量,选取600个以上的性能偏优的样本点,用基因权重函数计算每个外形参数对汽车气动性能和乘坐舒适性的影响程度,并根据综合影响程度进行分类。最后提出能够兼顾汽车气动性能与乘坐舒适性的汽车造型设计建议。

为了验证汽车空调风道和出风口产生的气动噪声,结合气动噪声的发声机理,在消声室内搭建台架,气流由风量试验台提供,在中间位置布置穿孔板用于消声处理。分析了噪声的传递过程,并对噪声和振动的特性进行评价。同时通过仿真分析,找出空调风道和出风口的噪声源分布。仿真考虑了表面压力脉动的偶极子噪声和空间涡流的四极子噪声,仿真结果与试验结果的一致性较好。这些方法为后续的空调风道和出风口降噪优化提供了解决思路和数据支撑。