为了优化(美国)国家航空咨询委员会(National Advisory Committee for Aeronautics,NACA)埋入式进气口气动特性,基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)数值方法,以阻力、总压恢复系数、出口质量流量和出口马赫数为性能指标,对3个关键几何参数进行了试验设计(design of experiments,DoE)。基准工况结果表明,在进气口斜坡侧边靠近主流处有轴向涡产生。DoE结果表明,斜坡角度对性能指标影响大,斜坡扩张角角影响小,出口转折半径对阻力和出口质量流量影响大,且斜坡角度一定时折转半径越小越好。斜坡角度越小,前缘位置马赫数越小,涡管越长,同一截面速度分布越均匀,因此总压恢复系数和出口质量流量越大,且出口气流不均匀度小,气动性能佳。

模拟S809风力发电机叶片翼型冬季结冰现象,将笛卡尔坐标系下的覆冰外形转换至极坐标,并拟合此范围内的覆冰增长公式.模拟及公式拟合结果表明在一定温度范围内,拟合公式可以有效预测覆冰增长量,对比冰厚比表达方式,此方法可以更准确表征覆冰程度;气动特性对比结果显示在一定攻角范围内叶片结冰将导致叶片气动性能提升.

针对Savonius阻力型风力发电机扰流流动特点,建立了二维不可压缩湍流模型,并对基于流体连续性方程和N-S方程及k-ε湍流模型的二维流场进行数值模拟计算。用ICEM构建了风力机叶片二维模型,完成了网格的划分,在FLUENT中模拟了流场内叶片截面的受力情况和速度分布情况,得到了Savonius风机的气动性能。

针对不同卷弧翼尾翼的结构和数量对小长径比干扰弹稳定性的影响,建立3种尾翼布局干扰弹的三维简化模型,同时能够保证3种不同尾翼布局的尾翼展长都能够折叠到弹径尺寸。文章分别对3种尾翼布局干扰弹进行数值模拟,重点分析攻角α=0°时,在亚声速状态下不同马赫数(Ma)变化对干扰弹气动特性的影响,以及Ma=0.5,不同攻角下干扰弹气动特性的差异,并验证了文中所采用数值计算方法的可行性。结果表明总展长不变,增加尾翼的数量会使得干扰弹的阻力系数减小,升力系数减小,俯仰力矩系数减小;相同尾翼数量的带有前缘后掠角尾翼会使得干扰弹阻力系数减小,升力系数减小,滚转力矩减小,俯仰力矩系数减小;同时,四翼0°前缘后掠角的尾翼气动特性在Ma=0.5、不同攻角影响下出现先增加后减小的趋势。

通过合理布局7台涡喷发动机,得到飞行平台的最大推重比,完成涡喷飞行器的结构设计。对飞行器三维结构简化,利用ICEM CFD进行非结构网格划分,通过Fluent对飞行器整机前飞和垂直飞2种飞行模式分别进行仿真分析,得到相应的速度矢量图和压力分布云图以及阻力系数。结合仿真结果对整机进行结构优化,对优化后的结构进行气动特性分析验证了优化的合理性。优化后的计算结果表明,飞行平台向前飞行时的气动阻力系数降低了43%,整机的气动干扰较小,符合设计要求。

由于分布式推进翼身融合(BWB)无人机综合性能显著,是未来航空领域飞行器发展的趋势,因此分析分布式BWB布局无人机的气动特性对于进行分布式BWB布局设计有着重大的基础意义。本文运用计算流体力学(CFD)数值模拟计算,利用混合网格技术和k-ωSST湍流模型求解雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程的方法,研究了有/无动力、涵道展向位置以及涵道间距等参数对全机在巡航状态下的气动影响。研究表明,在相同工况下,有分布式动力能够提升全机的气动特性,且外翼段是提供升力的主要方式;涵道风扇合理的间距能产生更好的诱导增升效果,表现为在小迎角下,全机升力系数随涵道间距的增加先增大而后几乎保持不变;在大迎角下,随着涵道间距的增加,全机升力系数逐渐提升,其最大增量为9.3%。以上对此类飞行器的研究分析对分布式推进BWB无人机气动布局设计具有一定的参...

为研究不同风向角下高速铁路列车气动力特性,分析流线型列车周围流场结构差异对列车气动力影响,以高速铁路典型CRH2列车为研究背景,采用风洞试验和数值模拟相结合的研究手段对不同工况下列车气动力和流场结构进行分析。研究结果表明测压和测力试验结果具有很好的一致性,数值模拟与风洞试验结果吻合良好,可用来分析风向角对列车气动特性的影响;分析得出头车和中车的风压分布和气动力变化规律显著不同,随着风向角的增大,头车侧力系数和升力系数先增大后减小,在风向角为60°左右达到最大值,中车侧力系数和升力系数一直增大,列车绕流状态具有明显的三维特性,不同风向角下气流绕列车呈不同绕流形式,在小于60°风向角下,列车绕流场主要呈流线型结构绕流特性,而大于60°风向角下,列车绕流场主要表现为钝体绕流特性,两种不同绕流状态导致...

为了研究柔性翼型在动态失速下的气动性能及其优势,从流动控制的角度,采用流固耦合数值模拟方法研究了具有被动大变形能力的柔性翼型动态失速特性并与传统的刚性翼型进行了比较.首先,对柔性翼型在不同减缩频率下的气动特性进行了研究,得到了减缩频率对柔性翼型气动特性的影响规律,同时定量比较了刚性翼型和柔性翼型的升阻力系数随攻角、减缩频率的变化规律.其次,从俯仰震荡翼型的涡量场、流线以及结构响应等角度揭示了柔性翼型在动态失速现象中依旧具有良好气动特性的关键物理机制.研究结果表明,在高减缩频率下,柔性翼型具有低阻力的特征,气动性能显著优于刚性;柔性翼型的被动变形可以抑制翼型表面涡旋的生成从而优化气动特性.

自推进红外干扰弹发射后可伴随飞机飞行,能够有效对抗具有运动轨迹识别能力的红外制导导弹,是红外干扰弹的重要发展方向之一。为研究其弹头、尾翼结构对其气动特性的影响规律,以雷诺时均Navier⁃Stokes方程为基础,数值模拟得到不同条件下干扰弹的重要气动参数。计算结果表明,钝化弹头可以减小气动阻力,提高弹体飞行稳定性,但效果有限;尾翼弦长越长,干扰弹阻力系数、升力系数和俯仰力矩系数越大,有利于提升干扰弹飞行稳定性;尾翼展开角度越大,升力系数、俯仰力矩系数就越大,考虑到扭簧展开角度受限等因素,建议尾翼展开角度在90°~145°之间选取。