为改善某民用飞机失速特性欠佳的问题,采用数值计算和风洞试验方法设计了加装在机翼上的失速条,对气动力和流场特性进行分析,并利用风洞试验研究了加装失速条后某民用飞机的失速特性。研究结果表明,加装失速条会降低最大升力系数并改变机翼上的流动分离位置,明显改善飞机的纵向力矩特性和横滚特性。

中国西北地区风能资源丰富,然而该地区经常遭受沙尘天气的侵袭。风力机在强风沙环境下运行,其气动性能难免会受到沙尘的影响,并且其叶片会受到比较严重的磨损,导致机组的出力明显下降。翼型作为风力机叶片的基本组成单元,沙尘颗粒对翼型的绕流和气动特性的影响研究显得尤为必要。该文利用雷诺平均Navier-Stokes方程-大涡模拟(large eddy simulation)混合方法中的延迟分离涡模拟方法,模拟了NREL S809翼型在风沙环境下的流动特性,将不同颗粒直径条件下翼型周围的绕流情况和翼型的气动性能进行了对比,研究了空气中的颗粒对风力机翼型绕流及其气动性能的影响规律。结果表明,6.1?攻角时,颗粒对翼型绕流和升力系数的影响较小,但仍会使翼型的升力系数略微降低。随着颗粒直径的增大,翼型的升力系数先减小再增大,其中颗粒直径为20μm时达到最小值。当颗...

本文运用Gambit软件,进行网格划分,选择计算构型,最终生成网格。在流场数值模拟方面借助CFX软件,使用有限体积法和SST湍流模型对两种不同的构型进行数值模拟。运用Tecplot软件,对机翼的流场图和机翼切片流场图进行分析,发现机身机翼附面层耦合作用产生分离现象,对比下端翼和上端翼两种布局形式,得出下端翼的分离现象明显大于上端翼,大迎角的分离现象明显大于小迎角;因此上端翼比下端翼气动性能优越,小迎角比大迎角气动性能优越。

已有大功率调制气流声源的实验集中于声场的测量,但对与声场特性密切相关的声源内部流场的演化过程研究较少。本文设计了稳态流场粒子图像测速（PIV）实验系统和流动致声单点测试系统,并分别用于内流场稳态和瞬态流动特性的研究。稳态流场实验结果中,喉道内呈减速增压流动,外壁面流动分离和近壁面高低压区域交替成为高气室压力下声源稳态流场的重要特征。流场扰动致声过程的测量数据表明,调制频率对内流场分布的变化有显著影响,强声波产生的频率相关性受气室压力、激励信号强度和声源几何参数等多种因素共同作用。气路系统的流动对调制部件的振动过程有一定影响,所测声源频率响应峰值位于0.5～1kHz。激励电流低于10A时,声压级输出随着气室压力和激励信号强度的增加而增加。喷口出口和喉道入口宽度对于声源性能也有明显的影响...

研究了横向喷流引起流动分离的干扰流场特性,利用表面压力分布测量和纹影、油流等试验方法研究了此类流场的细节结构,给出了干扰流场的结构分析图。

叶片是风力机的主要部件,叶片上的损失也是风力机主要损失来源之一,因此减少叶片损失,提高风力机性能一直是人们研究的课题。文中借助fluent软件对NACA 4412叶片进行数值模拟,计算采用SST k-ω湍流模型,分析了Re=6.8×105时翼型上的流场分布,并将得到的升力系数和阻力系数与实验数据进行了比较,证明了文中算法的可靠性。文中通过对改变凹坑半径大小、位置等方式进行研究,观察其对风力机气动性能的影响。研究结果表明,将凹坑布置在叶片尾缘附近分离涡相对于原型更小,随着凹坑半径的增加,减小流动分离的效果先增加后减小,在半径为10mm时控制效果最好。攻角大于25°时,将半径为10mm的凹坑布置在60%~82%弦长处,可使升力系数增加6.9%。

为研究高压捕获翼布局在亚跨超条件下的流动特性,选取圆锥-圆台机体组合捕获翼概念构型,在马赫数0.3~3速域范围内,选取典型状态点,采用数值模拟在0°攻角条件下进行了计算和分析.结果表明,在整个速域范围内,由于机体与捕获翼在对称面附近的垂向距离最小,因此二者之间的气动干扰最为明显,且沿展向逐渐减弱.同时,随马赫数增大,机体与捕获翼间的流场结构明显不同,具体表现为当Ma<0.5时,未出现流动分离现象,当Ma>0.5时,机体后段开始出现明显的流动分离,由于捕获翼与机体形成先收缩后扩张的等效通道,捕获翼下表面和机体上表面的压力均先减小后增大;进入跨声速速域后,在捕获翼的影响下,流动分离更加明显,机体与捕获翼之间开始出现激波,并且与分离区相互作用,同时出现激波串,捕获翼下表面产生明显的压力波动现象, Ma=1.5时,通道内激波位置基本到...

为兼顾飞翼布局飞行器的隐身性和气动操控性,提出了一种基于合成双射流的飞翼布局纵向气动控制技术,研究其对小后掠飞翼布局大攻角下的气动操控能力。采用数值模拟方法,分析了前缘阵列式合成双射流与不同攻角飞翼布局流场的相互作用,探究其对飞翼布局纵向气动特性的影响,最后对比了传统合成射流控制,突出了其优势。结果表明前缘阵列式合成双射流可有效提高大攻角升力、减小阻力,增大升阻比,同时还会使俯仰力矩出现非线性变化,具备大攻角滚转姿态操控能力;合成双射流在前缘形成周期性涡结构,增强了边界层底部低速流体与主流的动量交换,提高了边界层抗逆压梯度的能力;攻角8°~10°时,合成双射流可完全抑制前缘分离,但攻角10°时,在靠近后缘处形成分离区,使升力略有减小;攻角12°时,合成双射流可推迟流动分离,分离线移动至机翼中段;攻...

为揭示机匣可磨耗涂层磨损造成的叶尖间隙和粗糙度变化对压气机气动性能的影响规律,针对不同刮磨形貌下Rotor 37转子性能进行了数值模拟研究。结果表明,压气机等熵效率和出口流量对刮磨间隙和粗糙度的变化较为敏感,降幅最高可达1.78%和0.83%,而压比变化不大;刮磨间隙深度增加,刮磨最深位置前移时,叶尖泄漏增强,泄漏流与上端壁附面层及主流相互作用演变为泄漏涡,与激波相互干涉,造成较大的叶尖损失;压气机气动性能受磨损区域粗糙度影响较小,虽然等熵效率对粗糙度变化较为敏感,但最大降幅也仅为0.38%。磨损区域粗糙度增加时,近壁区湍流波动加强且气流更易分离,引起叶尖泄漏流和叶片尾迹区域的流动结构变化,使压气机气动特性向低流量方向偏移。

施加非定常气流脉动激励将大幅度减少叶栅分离损失.而激励的效果与本身的气流脉动频率以及强度等因素有关.为了考察非定常气流脉动激励对叶栅气流分离的作用,以及激励作用效果最佳时激励脉动频率与叶栅分离旋涡脱落频率之间的关系,进行了叶栅分离旋涡脱落频率的测量.实验在环形叶栅实验台上进行,利用IFA300热线风速仪等测试仪器进行实验,分析了不同实验条件下环形扩压叶栅后流动脉动的分布情况.结果表明,在不同迎角以及不同测量位置处(叶中和端壁压),所测环形扩压叶栅后的流动分离均存在某一特征频率.此外对导流叶栅后和环形扩压叶栅后的流动情况的对比说明了在叶轮机械非定常流中流动分离频率的锁定(lock on )现象[1].