采用风洞试验和CFD相结合的方法对机载导弹折叠舵外翼气动特性进行了研究,研究内容包括外翼折叠角、迎角、来流Ma数、气动滚转角等,通过研究推导建立了外翼气动载荷的经验计算公式。研究结果表明,"×"型状态下外翼载荷随外翼展开而变大,在折叠角约30°附近载荷最大。CFD计算与试验数据吻合良好,不同Ma数下气动系数差别较小,Ma=1.2时气动系数值最大。大量计算数据表明,外翼气动载荷与当地气流偏角存在正相关性,并可以写成合成迎角,滚转角、舵面方位角和折叠角的函数。在迎风区预测值与样本值几乎完全重合,而在背风区受弹身干扰而存在一定误差。

为了探究管道列车的尺度对波系、尾涡以及气动载荷的影响,基于CFD软件建立三种模型尺度(1∶1,1∶5和1∶10),同时考虑两种悬浮间隙关系(车轨相对间隙不变和绝对悬浮高度不变)的模型;采用改进的延迟分离涡模拟(IDDES)湍流模型和重叠网格技术模拟了列车在管道动态运动,并用风洞试验数据验证了数值方法和网格策略的合理性.研究结果表明列车尺度(雷诺数)增大,车前活塞区域变长,尾流扰动区范围缩短;雷诺数对近尾流区的涡对演化影响较小,但在远尾流区,随着列车尺度减小,涡对脉动变强,涡对强度的差异导致了车后正激波形态的差异;列车表面最大正压值和最大负压值均随着列车尺度增大而增大,悬浮间隙对最大正压值影响较小,但与最大负压值成正相关关系;尺度效应从压差阻力和摩擦阻力两方面共同影响气动阻力,整车摩擦阻力和头、中间车的压差阻力与...

为了研究正、余弦控制式鸭舵对旋转导弹气动特性的影响,在CFD软件中采用嵌套网格方法模拟导弹的旋转和鸭舵的偏转。在与风洞试验结果进行对比,验证了数值模拟准确性基础之上,对不同转速、迎角、马赫数下正、余弦控制方式旋转导弹的气动特性进行数值模拟,得出如下结论当采用相同最大舵偏角时,导弹进行正、余弦控制时其法向力系数要比静态条件下小,其侧向力系数和偏航力矩系数要比静态条件下大;导弹进行正、余弦控制时的偏航力矩系数大小要比不控时小;转速的变化对全弹法向力、侧向力特性以及鸭舵提供的法向力影响相对较小;亚声速条件下导弹的侧向力系数和偏航力矩系数数值比超声速条件下大;导弹做锥进运动时,合成迎角Г的变化对周期平均升力系数和侧向力系数影响较小,Г的变大会使周期平均偏航力系数、周期平均阻力系数数值变...

本文采用基于CFD/FW-H的旋翼气动/噪声计算模型,针对悬停及中小速度前飞时,考虑机身对旋翼涡流场、非定常气动载荷和噪声特性的干扰影响,开展了直升机机身干扰状态下的旋翼气动和噪声特性数值计算分析研究,获得了不同飞行状态下,机身对旋翼涡流场、气动力和噪声特性的影响规律。计算结果表明,机身对旋翼气动力的影响主要存在于0°和180°方位角附近,且桨叶内段受影响较大,但在不同的飞行状态下,机身对旋翼气动力的影响规律存在不同特点;此外,由机身干扰引起的桨叶载荷变化对旋翼气动噪声的影响很小。

采用三种CFD计算方法对直升机的机身模型进行了计算,得到了三组机身气动特性数据,并用风洞试验结果和CFD计算结果进行飞行品质计算,包括配平、稳定性、操纵性,分析机身气动特性对直升机飞行品质的影响。在直升机设计涉及的学科中,机身的气动设计是基础也是重要的一环,直接影响整个直升机的飞行性能和飞行品质,对直升机飞行安全、飞行效率与经济性等都具有决定性的影响。鉴于空气动力学问题本身的复杂性和求解难度,直升机机身气动设计主要是依赖于风洞试验并结合设计人员的工程经验,风洞试验一直都是提供机身气动力数据以及指导直升机设计的主要手段,但是风洞试验花费时间长,经济代价高。

针对直升机旋翼桨叶结冰问题,研究了结冰前后三维旋翼桨叶气动特性。基于多参考系模型建立了旋翼桨叶三维结冰数值模拟方法,对其中空气流场计算、水滴撞击特性计算、结冰生成计算和几何模型重构等步骤进行了介绍。以C-T旋翼为模型,计算分析了结冰对旋翼桨叶气动特性的影响。计算结果表明,结冰后旋翼桨叶升力降低、阻力增加,悬停性能下降明显。结冰破坏了桨叶各个截面原有的气动外形,导致涡的产生,使得截面气动特性恶化。

以采用NACA0021翼型的三叶片直线翼垂直轴风力机为研究对象,利用CFD数值模拟技术研究不同尖速比对直线翼垂直轴风力气动特性的影响。数值模拟采用滑移网格技术,选择k-ωSST湍流模型和SAMPLE迭代算法进行数值计算。数值模拟结果表明,叶片表面上下压差在叶片前缘处最大,并沿着弦线方向逐渐减小,在尾缘处趋于0;叶片表面所受气动力在上流域达到最大,且随着尖速比的增加,叶片上下表面压差变小;增加尖速比可以抑制叶片表面的气流分离;实验对象风力机最佳尖速比λ=1.8。

风屏障防风性能受下部结构形式影响较大,为了分析大跨桥梁主桥与引桥主梁断面差异对风屏障防风性能的影响,以某一新建高铁线路的大跨斜拉桥的主桥与引桥为背景,通过风洞试验研究主桥与引桥上列车在不同线路、风屏障高度和透风率等工况下的气动力系数、表面风压系数。研究结果表明当风屏障参数相同时,主梁断面差异会导致列车气动特性产生较大区别,其中背风侧列车受到的影响较大,且列车位于流线型主桥断面上时气动特性对风屏障参数的变化更敏感;在不同参数风屏障下,主梁断面差异对于列车气动力的影响主要体现在列车迎风面与顶部风压的变化;主梁断面差异对于背风侧列车的侧倾力矩系数影响最大,列车位于主桥断面上时的侧倾力矩系数受风屏障参数变化影响最显著;设计风屏障时,应根据主桥与引桥的主梁断面分别选择适合的参数,以减...

列车气动特性受下部结构的影响较大,大跨度桥梁主桥与引桥主梁断面形式的差异会引起桥上列车风荷载发生突变,对桥上行车的安全性和舒适性产生不利影响。为研究主桥与引桥断面差异带来的影响,以某新建高铁大跨斜拉桥为背景,通过风洞试验对比研究高速列车在主桥和引桥上的气动特性。研究结果表明当列车由引桥驶入主桥,单列列车通过时和双车交汇时,迎风侧车的升力系数CV明显减小;单列列车通过时,背风侧车的阻力系数CH与升力系数CV显著增加,并且在特定风攻角下出现了由负到正的变化;单列列车通过时,背风侧车的平均风压系数与脉动风压系数受主梁断面变化影响最为显著,主要体现在列车迎风面、顶部与底部圆弧过渡段区域,背风侧车的阻力系数CH变化随风攻角的增大而减小,升力系数CV变化随风攻角增大而增大,主梁断面形式差异引起的平均风...

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。