为了减小推矢装置的阻力,提出了一种楔形耳片燃气舵设计方式,采用CFD方法,对楔形耳片燃气舵装置进行仿真分析,将得到的结果与矩形耳片燃气舵组件的气动数据进行对比。结果表明:虽然安装在楔形耳片上的燃气舵升力相对减小,但由于楔形耳片本身产生一定的前向作用力,从而降低推矢装置的阻力并增加推矢装置的升阻比;楔形耳片燃气舵装置在相同升力条件下对导弹的控制力矩也有所增加。

在利用QAR数据辨识飞机气动参数过程中,针对传统极大似然法对初值选取敏感的问题,提出了一种基于改进学生心理学(ISPBO)优化算法的气动参数辨识方法。该算法在SPBO算法基础上,采用Logistic映射初始化,增强初值分布的均匀性,设计双曲函数动态调整最佳学生的迭代步长,降低对初值选取范围要求,依据极大似然判据,将飞机模型输出状态量与QAR观测矢量的差值转化为目标函数,反复迭代使目标函数最小化求取最优气动参数。辨识结果表明,该方法解决了传统极大似然法对初值选取敏感问题。

为保证管式发射折叠固定翼飞机出筒过程的可靠飞行,采用数值仿真方法分析研究了飞机在弹机分离阶段的气动特性。研究了飞机在不同机翼折叠角和出筒速度下的升力、阻力、压心位置和出筒速度动态变化对飞机气动特性的影响。结果表明飞机在出筒过程前半段迎风面积少导致飞机升力小,应尽量缩短机翼展开时间。出筒过程中,飞机升阻比在飞机出筒前半段随着机翼折叠角的增大而增加,在后半段飞机升阻比逐渐趋于8。本文所研究串列式折叠固定翼飞机在出筒过程压心位置变化较小,压心位置最大波动量不超过5.62%。

为了研究扑翼飞行器柔性翅的气动特性,参照典型鸽子翅翼的参数特征,构建刚性翅与两类柔性翅模型。借助Workbench平台,采用流固耦合技术,对扑翅过程中的流场状态进行数值计算,得到了来流为11 m/s,攻角为8°条件下翅翼扑动中的升力、阻力变化特点。通过对不同翅翼升阻力特性进行对比,发现了扑翼柔性翅的波动时域特征,并进一步对波动时域的成因进行了分析。使用高速摄影对鸽子的扑动过程进行实验研究,将实验结果与数值计算的结果进行了比对,验证了波动时域存在的合理性。

气垫登陆艇推进螺旋桨的性能研究对于此类船舶的总体设计和动力装置选型具有重要意义,共轴对转螺旋桨较普通单桨而言,可以实现扭矩配平、推力系数增大、提高螺旋桨效率等优点;除此之外,桨叶数相同的前后桨之间不同的初始安装角位置也会对气动力性能产生显著影响,这是由于前桨随边与后桨导边的瞬时相对位置的不同使得前后桨之间流场的相互约束有所差异,能量的耗损程度不同,使得对转桨的推进效率明显不同。STAR-CCM+和Fluent两种计算平台数值模拟结果均和试验值基本吻合,进一步验证了CFD方法对气垫登陆艇共轴对转螺旋桨性能预报的可靠性。

主要研究了多旋翼的不同结构参数对旋翼间气动干扰特性的影响。对单旋翼流场及气动力进行CFD仿真,并验证该仿真方法的可靠性。以此为基础,对不同结构参数的多旋翼通过控制变量进行气动力仿真,并对所得流场和气动力变化进行分析,得到不同旋翼个数、间距和转速对翼间气动干扰特性的影响。结果表明翼间气动干扰会使多旋翼的來流和下洗流相互干扰,进而影响悬浮装置的悬浮能力,而其气动干扰的剧烈程度与旋翼个数和分布方式、旋翼间距、转速相关。本文结论可为悬浮弹多旋翼悬浮装置,旋翼的间距、转速及分布方式等的选择提供依据。

基于CFX商用软件,以NASA Stage35压气机叶型为研究对象,采用非均匀分布和等效均匀分布2种处理方法,对不同转速条件下压气机气动性能及内部流场进行了研究。研究结果表明叶片表面粗糙度增加会引起压气机气动性能衰退,在100%设计工况中度腐蚀条件下,粗糙度增加使压气机峰值效率减小2.45%,压比减小0.56%,流量减小1.15%,温比升高0.24%;采用不同分布方式的粗糙表面计算得到的压气机内部流场差别较大,但总体性能差别较小,在仅需压气机整体参数时可以使用等效粗糙度来加快计算速度。

为提高扑翼飞行器的气动效率,分析自然界鸟类翅膀运动机理,设计拍打-折叠运动的仿鸟飞行器机构,实现了仿鸟翅膀“8”字型运动轨迹。区别于传统扑翼飞行器的膜状翼结构,模仿鸟类翅膀羽毛分层结构,研制出羽毛机翼。利用计算流体力学仿真软件XFlow,研究机翼初始迎角,展弦比和扑动频率对折叠翼扑翼飞行器的气动特性影响。实验结果表明机翼初始迎角在5°时取得最大升阻比系数,有利于飞行器快速升空及平飞飞行;扑动频率在4~5 Hz时获得最佳气动效率;机翼展弦比为3,扑翼飞行器获得较优气动性能。羽翼动力折叠翼飞行器成功飞行,为研制机翼多自由度变形仿生机器鸟提供理论上的可行性和有效飞行平台。

采用计算流体力学方法，数值模拟研究了四种弧形滤毒罐气动特性。采用三维纳维-斯托克斯（NavierStokes）方程和低雷诺数修正k-ε湍流模型求解，主要分析了不同气流流量下四种弧形罐的通气阻力、内部流场结构，并与目前国内常用圆柱形滤毒罐模型A的气动特性进行比较。研究结果表明，双面弧形结构滤毒罐的通气阻力最小，且气流分布较均匀。导流槽设计使得滤毒罐通气阻力减小，对吸附层气流分布影响较大，不能抑制吸附层中间高速气流，使得气体快速通过吸附层。

选择VL型密封圈用于弹射活塞的动密封，在ABAQUS软件中采用流体压力渗透载荷的加载方法模拟高压气体对VL型密封圈的作用，重点研究密封性能指标接触应力、唇口接触处动压润滑油膜厚度以及摩擦力在相应工况下的变化规律，为VL型密封圈用于弹射装置活塞的密封提供理论依据。搭建开口缸高压气动弹射装置密封性能试验系统，对VL型密封圈的密封效果分别进行静态密封性能和弹射动态密封性能试验验证。