采用大涡模拟方法,研究添加仿生脊状结构对翼型流场和气动性能的影响,讨论了添加脊状结构后翼型流场的流动特性和涡结构特性。研究发现:(1)在α=6°攻角下,仿生翼型改善了边界层分离情况,后段布置的脊状结构能够有效推迟翼型边界层分离点,抑制边界层大涡形成,控制分离涡的发展和脱落,表现出更好的控制效果。(2)仿生翼型不仅提高了翼型的升力系数更在很大程度上降低了翼型的阻力系数,升阻比较原翼型有了较大提高。

舵翼气动特性直接影响采用舵机修正的制导弹药弹道修正和控制品质,在满足结构限制条件的基础上,一般要求舵翼具有较大的升阻比,且舵翼压心位置变化较小。本文利用ANSYS Fluent软件对几种典型翼型的舵翼结构进行气动仿真,得出不同翼型的舵翼气动特性,为制导弹药用舵机的翼型选型和舵翼设计提供依据。

为研究小型旋翼的气动特性,运用CFD方法对旋翼的流场进行数值模拟,通过旋翼表面压力分布、速度矢量、流场流线以及升阻比来详细分析旋翼的流场分布特点和气动特性。设计试验系统并搭建气动测试实验平台,实际测量旋翼的拉力和功耗并验证数值模拟结果的可行性。研究结果表明,旋翼桨尖处压力最大且存在负压区域,桨尖压力梯度最大的地方逸出了桨尖涡。在雷诺数范围0.8×10~5~1.16×10~5内,旋翼翼型在雷诺数约为90 000时的升阻比达到最大。低转速下旋翼的功率载荷较大,在转速约为1 700 r/min时,旋翼的拉力较大同时功耗较小。

针对中国大学生方程式赛车,运用三维建模软件CATIA建立车身的基本造型,设计一套包括前鼻翼、扩散器和尾翼的空气动力学套件,采用FLUENT软件对建立的整车模型进行外流场分析,对比分析改装前后赛车的气动性能。分析结果表明,在赛车上加装空气动力学套件后,虽然整车阻力有所增加,但赛车的气动升力特性由正变为负,下压力大幅度增加,整车升阻比提升明显,赛车的气动性能和操纵稳定性得到提高。通过实车实验,进一步验证了该设计方案的合理性。

采用Fluent仿真计算了双弹丸高超声速飞行时,第1枚弹丸的飞行激波作用于第2枚弹丸产生的动力学现象,分析了激波干扰在标准大气密度和80%密度下弹丸周围气体的压强、速度、密度和温度的变化规律。仿真结果显示在干扰存在和密度ρ降低的情况下升阻比有所上升,激波阻力减小,利用弹丸自身空气动力可以达到增加散布面积的效果。

针对传统巡航导弹只有固定的气动外形,无法根据不同的弹道段飞行任务保持最佳气动性能的问题,设计了一种“剪切式掠翼”巡航导弹构型的变体飞行器。在亚声速和低超声速飞行时的外流场进行数值计算,得到变掠翼巡航导弹的气动特性参数;为获取巡航导弹在各速域下的最优掠角,采用遗传算法对变掠翼巡航导弹气动力系数进行全局寻优。结果表明结合遗传算法可以合理得出变掠翼巡航导弹在各速域下的最优掠角;在亚声速阶段,掠翼完全展开时可以获取较高的升阻比,完全展开掠翼的升力系数比完全收缩时高76%;在低超声速阶段,最优掠角迅速增大,选用较大的掠角可以有效减少飞行阻力,弹翼完全收缩的阻力系数比弹翼完全展开时低53%。结合变掠翼可以有效帮助巡航导弹在亚声速和低超声速均具有良好的气动特性,变掠翼巡航导弹有着广阔的应用前景。 ...

串列翼飞行器由于其前后翼以及机身之间的相互干扰,气动特性复杂且难以预测。针对一款串列翼飞行器,以前后翼之间的垂直距离为变量,设计了五种气动布局,并使用CFD方法进行了数值模拟计算。通过对五种布局升阻特性与俯仰特性的比较及分析,发现前后翼垂直方向距离会显著影响整机升阻比、俯仰稳定性、气动中心位置以及压力中心位置。两翼间垂直方向上的距离越大,飞行器升阻比越高,且气动中心更加靠后。而在两翼间距离相同的情况下,前翼在下的布局拥有更高的升阻比,而前翼在上的布局拥有更好的俯仰静稳定性。

为提升高超声速滑翔飞行器再入气动系数的刻画精度,基于公开的CAV-H气动系数数据,本文提出了一种改进的高超声速滑翔飞行器再入气动系数拟合模型。首先,建立攻角二次项和马赫数负指数幂项相结合的气动系数拟合模型。其次,利用多元非线性最小二乘法对模型进行参数辨识,并采用拟合优度评价了该模型对气动系数数据的解释程度。然后,依据该模型从升阻比角度分析了气动模型飞行特点。最后,对本文改进模型进行数据拟合仿真,分析升阻比特性,并进行再入轨迹优化任务仿真。气动数据拟合实验表明,与现有典型模型相比,改进模型拟合误差降低,拟合优度进一步提高。不同定升阻比的飞行仿真实验表明,应用改进模型可全面刻画再入滑翔飞行特性。再入滑翔飞行任务仿真结果表明,相较于对比模型,改进模型得到的再入轨迹更为平稳。

给出了由西北工业大学翼型研究中心设计的四个高载荷函道螺旋桨翼型在FL-2l风洞进行的部分典型实验结果，进行了分析，并与数值计算结果进行了比较，结果表明，四个函道螺旋桨翼型在设计马赫数范围内均具有高升力条件下高升阻比的气动性能。

针对雷诺数对大型风力机常用的DU系列翼型气动性能的影响以DU25、DU30、DU40三种厚度翼型为研究对象采用Gambit6.3对模型进行流场网格划分利用商用CFD软件Fluent14.0对其进行气动性能计算并对其升力特性、阻力特性、升阻比及力矩系数等气动性能参数在（0～30）＆#176;攻角范围内进行了分析比较.结果表明在一定攻角范围内雷诺数越大翼型的升力系数越大阻力系数越小升阻比越大并且翼型的相对厚度越小其气动性能受雷诺数影响越大.研究结果为今后的风力机叶片设计及优化提供了一定的参考依据对片优化具有一定的指导意义.