在气动外形设计研究中,设计构型的阻力预测一直以来都是一项极具挑战的任务,而对于越来越复杂的构型而言,更是希望能够得到高准确度和高可信度的阻力数值结果。为了能够实现更加高精确度的阻力预测方法,并有针对性地开展气动外形设计研究,首先对比和分析了近场法和远场法进行阻力预测的特点,并提炼出现有主流的几种远场法关于轴向速度损失量(axial velocity defect)公式的优劣势和差异,进而提出了关于轴向速度损失量的改进方法,建立了改进的基于远场法的阻力预测方法和阻力分解方法。其次,在阻力分解方法建立的过程中,由于需要对阻力区域的选择划分进行判断和决定,因此开展了相关参数敏感性的讨论分析。然后,基于构造的阻力分解方法,针对Common Research Model(CRM)翼身组合体构型开展了气动特性研究,结果表明文中的方法不仅可以充分保证力系...

通过增加坐标转换步骤和虚拟框策略,得到适用于圆柱形物体的cylindrical free-form deformation(CYFFD)参数化方法,既可用于轴对称物体,也可以用于非轴对称物体。CYFFD可捕捉圆柱类物体独特的周向和径向变形特点,并能够保证框边界处曲面的导数和曲率连续。首先,通过使用坐标转换方法可在圆柱坐标系下实现沿周向和径向的变形。其次,由于圆柱形物体的精细外形设计需要,需要布置为首尾相连的贴近物面的控制框,这种布置形式会导致在圆柱周向出现框的边界与曲面的相交,难以保持曲面在控制框边界处的导数连续性,因此引入虚拟框方法并选取一些控制点作为虚拟的控制框点,从而保持导数和曲率连续。使用圆柱外形示例对比了CYFFD和传统方法的变形能力、框边界处的曲率连续特性。机身头部参数化示例表明CYFFD可以和传统FFD协同使用从而实现复杂的变形目的。...

以某涵道风扇系统模型为研究对象,基于滑移动网格技术,建立了非定常气动力计算方法,并用风洞试验对其进行了验证分析。并在此基础上计算分析了影响涵道风扇系统气动特性的黏性效应、桨-涵道间隙以及桨盘位置等因素。结果表明,黏性效应代表了桨尖和涵道之间附面层干扰的大小,考虑黏性效应能够提高气动力计算的准确性;桨-涵道间隙决定了螺旋桨影响涵道的效果,间隙越小,影响越大,在涵道产生的附加拉力越大;桨盘位置则决定了进入螺旋桨的流场品质和桨-涵道间隙,合理的位置应保证涵道截面对气流的整流效果最佳且间隙符合设计要求。

针对微变形镜镜面残余应力变形问题,使用数值法分析了多晶硅层和金属层不等面积的双层微机械薄膜残余应力影响下的变形情况,得到了变形-金属膜尺寸的关系曲线,确定了特定应力下最佳的金属反射面大小;此外,还利用弹性系数可变的折叠梁对分立式微变形镜单元的静电力驱动进行了改进,有效地增大了分立式微变形镜的冲程,使其能对近红外光进行校正.

建立空气声源跨越空-水界面辐射声场的快速场仿真计算模型，并提出改进的可以处理海底为弹性介质时的声传播计算方法。通过用理论值和用传播矩阵法计算的水平波束与幅度、相位关系图以及传播曲线的比较，验证了仿真计算算法的正确性。仿真计算结果表明：该方法在计算空气声源的辐射声场时，既包含了离散模式部分，又包含了连续模式，对中短距离的声场进行计算的结果较准确，优于简正波方法。通过该仿真算法可对空气声源的在空气及水下的辐射声场进行分析，对进一步研究水下对空中目标的探测技术具有重要意义。

以阻力发散性能为约束,使用基于离散伴随的梯度类优化设计方法对某远程宽体客机机翼/机身/平垂尾/发动机构型进行了气动/结构的机翼多点精细化设计。使用DLR-F6翼身组合体构型对建立的气动/结构耦合数值求解方法进行了验证。对某远程宽体客机构型进行了气动/结构机翼优化设计。优化结果各设计状态的阻力系数均有所减小,巡航状态阻力系数减小13.67 counts,Ma为0.87的设计状态较Ma为0.85的设计状态阻力系数差量由28.52 counts减至18.98 counts,阻力发散性能得到明显改善。将气动/结构多点优化结果与气动学科巡航单点优化结果和结构学科巡航单点优化结果进行了对比。结果表明相较于单学科单点设计问题,考虑阻力发散特性的气动/结构多点优化设计可以充分挖掘构型设计潜力,得到综合性能更好、工程实用性更强的设计结果。

声学风洞开口实验段的剪切层形态对气动噪声测量及声源定位有重要影响。以平行剪切层和扩张剪切层为对象研究了剪切层的厚度、扩张角、强度等因素对声波穿过剪切层传播规律以及声源定位的影响。剪切层的流场采用自相似的速度分布来构造，声传播模拟采用带源项的线化欧拉方程，声源定位使用基于Amiet理论的波束成形技术。研究结果表明:采用高精度的数值方法可以很好模拟声波穿过剪切层产生的折射、反射等现象;剪切层厚度、扩张角和强度等的变化对使用简化对流波动方程预测的垂直入射区影响较小，对上/下游区域影响较大，这主要体现在剪切层的存在改变了声传播的相位;剪切层厚度、扩张角和强度的增加，造成声波穿过有/无厚度剪切层的声场差别增大、基于Amiet理论定位的声源相对实际声源的位置偏移量增大。

以某具体水下液压系统为研究对象,建立闭式环形回路和闭式非环形回路的仿真模型,通过单因素分析,得出不同管路阻尼设置、水下蓄能器和执行器等内部因素和水深、回接距离等外部因素的系统响应曲线。基于单因素仿真数据,利用偏相关理论开展水下液压系统控制响应影响因素的相关性分析,获取了影响水下液压系统控制响应的主要因素排序,为提高水下液压系统响应提供参考。

基于行星滚柱丝杠副（PRSM）螺纹牙载荷分布和螺纹牙受载变形关系，提出了滚柱螺纹牙的一种修形方法。采用不同的修形量分别对螺母侧和丝杠侧滚柱螺纹牙进行修形，并对修形后的螺纹牙载荷分布进行计算分析，结果表明，滚柱螺纹牙修形对接触对的栽荷分布有较大的影响，螺母侧和丝杠侧载荷分布对修形量的敏感程度不同。通过滚柱螺纹牙修形量对螺纹牙载荷分布的影响规律研究，得到了在文中所给PRSM参数下，螺母侧和丝杠侧滚柱螺纹牙修形量的最优值，可以为未来PRSM均栽设计提供理论指导。

航空、航天液压系统中滑阀的阀芯阀套间隙中的侧压力分布不均时,会出现液压卡紧现象,造成液压系统故障。阀芯上的均压槽可以有效地减弱间隙中分布不均的侧压力,防止出现液压卡紧。基于圆柱坐标系下的纳维-斯托克斯(N-S)方程,建立了带有矩形槽的阀芯阀套间隙侧压力分布的数学模型。为了验证数学模型的准确性,通过数值模拟进行对比,并修正了该数学模型。