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相似文献
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1.
对于翼面变形速度远小于来流速度情况下的儒可夫斯翼型亚音速绕流问题,通过仿射变换将可压缩流动转换成不可压缩流动,将解析解和离散涡方法相结合计算变形机翼的不可压缩流动速度场,再利用逆变换得到变形机翼的亚音速流动速度场,进而分析非定常气动力特性,建立变形机翼的准定常升力系数和非定常附加升力系数在可压缩和不可压缩两种状态下的简单近似对应关系。计算结果显示变形机翼的非定常气动升力近似等于准定常计算结果叠加上虚拟质量力导致的非定常附加升力,该非定常附加升力随翼型变形速率呈线性关系,由机翼当前时刻飞行姿态、翼型及其变形速率确定,与具体变形历史过程无关。低来流马赫数时虚拟质量力导致的非定常效应显著,高亚音速流动时准定常升力起主导作用。同时还分析了不同马赫数下机翼往复变形过程中升力的变化特性,指出尽管高亚音速变形机翼的气动升力近似等于准定常气动升力,但不能忽视非定常附加升力的影响,非定常附加升力将导致完成往复变形需要外界输入正比于Ma∞/[(1-Ma2∞)]的功。  相似文献   

2.
本文用离散涡位流理论与边界层理论相结合的方法,研究高雷诺数、不可压、层流情况下圆柱非定常运动的初期流动(圆柱由静止突然起动而后保持匀速运动),给出了柱后旋涡发展的详细过程;流场分布、边界层分离点及阻力等随时间的变化规律。本文耦合计算结果包含了流动过程中边界层、外流与近尾迹三者的相互作用。计算所得的旋涡发展与实验显示的图象十分相似,物面压力与速度分布合理,阻力计算与实验结果相符很好。在分离点耦合计算中将stratford方法应用到准定常边界层情况,计算方法简单结果也较满意。对于准定常变化前分离产生的离散涡,其脱落时间和初始位置,本文根据非定常M. R. S. 分离准则确定。文中还讨论了这些离散涡对柱后旋涡发展及流动的影响。  相似文献   

3.
利用变弯度机翼模型及相关的风洞实验平台,开展了以弯度变化速率影响为重点的机翼非定常特性研究。实验结果显示,在低Re数(~105)下,机翼弯度非定常变化得到的升阻力系数曲线与准定常条件下的结果存在显著差异。具体表现为:准定常状态下,曲线表现出明显的可逆性;而弯度非定常变化时,曲线在弯度递增区和递减区之间存在明显的迟滞效应,而且随着变形速率的增加,这种迟滞也越明显。流场显示结果表明,这种小St数下出现的流动迟滞是由于弯度变形导致的流动分离的分离点相对机翼运动迟滞所造成的。这说明弯度变化时,分离流场结构的响应时间尺度与弯度变化周期相当,也揭示了该条件下机翼弯度变化对流动的抑制作用主要是通过改变分离区的大小来实现的。  相似文献   

4.
本文利用与机翼固连的坐标系,提出偏航振动机翼低速绕流的数学问题,对翼后蛇形尾涡作了仔细研究.在低频振动的情况下,利用非定常涡格法进行数值求解.本方法可以用来计算机翼因偏航与侧滑振动而引起的滚转力矩气动导数.某些导数的计算结果与实验结果作了比较.  相似文献   

5.
三角翼动态大迎角气动力特性数值分析研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
采用数值计算方法,对三角翼从 0°上仰至 90°的动态流场和气动力特性进行了计算,并对俯仰角速度对三角翼流场和气动力特性的影响进行了计算分析。给出了三角翼纵向动态情况下的气动力系数变化,特别是大迎角横侧力矩系数的变化特征。结果表明,随着机翼俯仰角速度的提高,前缘分离涡破裂位置相对滞后,机翼升力和阻力系数明显增加,机翼抵抗旋涡非对称破裂的能力明显增强。  相似文献   

6.
弹性机翼阵风响应数值计算方法   总被引:9,自引:2,他引:7  
建立了求解弹性机翼阵风响应的计算方法.在计算中,通过采用数值方法求解三维非定常Euler方程来获得气动特性;采用模态叠加的方法考虑弹性影响,实现了流体力学和弹性力学的耦合计算.通过对刚性机翼在攻角突然增大的阵风作用下的响应历程计算和二维NLR7301翼型的极限环振荡计算,对计算方法进行了验证.此后在"1-cos"阵风响应的计算中考虑弹性效应影响,先是只考虑了结构变形的前三个基本模态,弹性机翼气动力响应的计算结果与刚性机翼的响应计算结果有比较大的区别,弹性机翼阵风响应的升力峰值低于刚性机翼,这与文献中的结果是一致的.最后在计算中考虑了高阶弹性模态,计算结果表明:考虑高阶模态后,机翼气动力计算结果的总体变化趋势与只考虑前三个模态时基本一致,但结果中出现了高频的波动,波动的频率与高阶模态本身的频率有关.  相似文献   

7.
基于动网格技术的柔性后缘自适应机翼气动特性分析   总被引:3,自引:0,他引:3  
研究了带柔性后缘的可变弯度自适应机翼在自适应变弯度过程中的气动特性.自适应变弯度过程中的气动力计算采用了基于弹簧理论的非结构动网格技术,求解NS方程时采用有限体积的二阶迎风格式离散,时间推进为隐格式双时间推进方法.通过计算柔性后缘机翼的升力特性、阻力特性及升阻比特性,并与带刚性后缘机翼的气动特性进行比较,发现柔性后缘机翼在后缘偏转时,其最大升阻比对应的迎角随着偏转角增大而降低.在中等迎角及接近失速迎角情况下,柔性后缘机翼升力系数明显优于刚性后缘机翼,并且其升力线变化较为平缓,有效迎角范围更大.  相似文献   

8.
带导管鱼雷层流与湍流绕流计算   总被引:1,自引:0,他引:1  
用分块耦合求解方法和自编三维软件计算了带导管鱼雷整体流场无冲角和有冲角的绕流问题,湍流计算采用Baldwin-Lomax湍流模型.计算雷诺数从103到107.计算冲角0~20°.在各种雷诺数计算,头部滞止压力(无黏流理论值为1.5)误差在10%范围内,总流量误差在5%范围内.对于不同冲角计算表明,升力系数在冲角15°范围内基本上线性增加,超过15°后升力系数缓慢减少.而摩擦阻力系数几乎与冲角无关,但压差阻力随冲角的增加而迅速增长.  相似文献   

9.
发展了一种可用于翼型/机翼外形设计中的气动噪声快速预测方法。相较于传统的半经验噪声预测方法,该方法以两方程非线性k-ε湍流模型模化雷诺应力的雷诺平均方程为背景,考虑了升力系数、三维流动效应以及机翼几何参数等因素对后缘噪声的影响。而相对于直接数值模拟或声类比拟方法,该方法虽不能准确预测噪声强度,但其计算量小,能给出不同翼型/机翼的相对总声压级,以及总声压级随升力系数的变化情况,易于应用于翼型/机翼气动外形优化设计中。通过计算分析二维NACA0012翼型几何参数或来流状态的改变所带来的气动噪声差异,与ANOPP软件及Brooks等计算结果进行对比,验证了该模型的可靠性。最后,计算分析二维、三维翼型/机翼气动噪声,凸显该方法在翼型/机翼气动外形优化设计中的应用价值。  相似文献   

10.
带控制片方柱绕流的非定常数值模拟   总被引:2,自引:0,他引:2  
张兄文  李国君  李军  李亮 《应用力学学报》2005,22(2):275-278,i011
对高雷诺数下带控制片的方体(在方柱之前放置一小尺度的柱形薄片)非定常绕流进行了数值模拟。数值模拟方法采用RNG重整化群紊流模型,SIMPLE算法,在非定常计算中引入双重时间步方法,将方体和控制片区域作为求解域的一部分作整体求解。结果表明,控制片与方柱之间距离的不同,使得控制片所形成的涡被抑止或产生卡门涡街,从而对柱体侧面边界层的分离发生影响,产生三种典型的流态,柱体时均阻力系数相对于无控制片的情况迅速减小,当控制片偏离柱体轴心时,柱体升力系数迅速增大,偏心至柱体外壁面附近达到极大值。阻力系数达到最小值后将产生跳跃式的增大,而升力系数在达到最大值后也将产生跳跃式的减小。  相似文献   

11.
We show that any continuously differentiable force is decomposed into the sum of a Rayleigh force and a gyroscopic force. We also extend this result to piecewise continuously differentiable forces. Our result improves the result on the decomposition of forces in a book by David Merkin and further extends it to piecewise continuously differentiable forces.  相似文献   

12.
张劲夫 《力学季刊》2022,43(2):465-469
针对杆件在横向力和轴向压力共同作用下的内力计算问题进行了研究.在考虑杆件变形因素的情形下,推导出了杆件在横向力和轴向压力共同作用下的内力和正应力的计算公式,并与材料力学中未考虑杆件变形因素的对应公式进行了比较,说明了二者之间不同之处.  相似文献   

13.
相对湿度对材料表面粘附力影响的研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
利用自制微摩擦及粘附力测试装置考察了在微载荷条件下,相对湿度对Si(100)材料表面粘附力的影响,分析了在大气环境中水分子的毛细作用力和范德华力对粘附力的贡献,并以BET吸附模型为基础推导出考虑湿度影响的粘附力计算公式.结果表明:在微载荷条件下,相对湿度对材料表面的粘附力影响十分显著,随着相对湿度升高粘附力增加,特别是相对湿度RH在40%~80%之间时,粘附力变化最为显著;当相对湿度RH小于20%时,范德华力大于水的毛细作用力且占主导地位;当相对湿度RH大于20%后,水分子的毛细作用力不断增加,同时范德华力因水膜的存在而降低,水的毛细作用力占主导地位.  相似文献   

14.
In micro-manipulation, the adhesion force has very important influence on behaviors of micro-objects. Here, a theoretical study on the effects of humidity on the adhesion force is presented between atomic force microscope (AFM) tips and substrate. The analysis shows that the precise tip geometry plays a critical role on humidity depen- dence of the adhesion force, which is the dominant factor in manipulating micro-objects in AFM experiments. For a blunt (paraboloid) tip, the adhesion force versus humidity curves tends to the apparent contrast (peak-to-valley corrugation) with a broad range. This paper demonstrates that the abrupt change of the adhesion force has high correla- tion with probe curvatures, which is mediated by coordinates of solid-liquid-vapor contact lines (triple point) on the probe profiles. The study provides insights for further under- standing nanoscale adhesion forces and the way to choose probe shapes in manipulating micro-objects in AFM experiments.  相似文献   

15.
冯德成  高向玲  李杰 《实验力学》2014,29(6):744-750
研制了一种可用于混凝土结构试验中测量柱底截面轴向力、剪力和弯矩的内力测量传感器。该传感器主要由加载板、基座、4根竖向测力杆和2根水平测力杆组成。使用时,柱底截面的内力通过加载板传递给6根测力杆,根据6根测力杆的结果,通过力平衡方程可以计算实际加载的轴向力、剪力和弯矩的大小。对该传感器进行了4种工况下的标定试验。结果表明,传感器的测量误差满足框架结构内力测量精度要求。将该传感器应用到单层两跨的钢筋混凝土框架推覆试验中,获得了整个试验过程中构件的内力时程。  相似文献   

16.
The lift force on an isolated rotating sphere in a uniform flow was investigated by means of a three-dimensional numerical simulation for low Reynolds numbers (based on the sphere diameter) (Re<68.4) and high dimensionless rotational speeds (Г5). The Navier-Stokes equations in Cartesian coordinate system were solved using a finite volume formulation based on SIMPLE procedure. The accuracy of the numerical simulation was tested through a comparison with available theoretical, numerical and experimental results at low Reynolds numbers, and it was found that they were in close agreement under the above mentioned ranges of the Reynolds number and rotational speed. From a detailed computation of the flow field around a rotational sphere in extended ranges of the Reynolds number and rotational speed, the results show that, with increasing the rotational speed or decreasing the Reynolds number, the lift coefficient increases. An empirical equation more accurate than those obtained by previous studies was obtained to describe both effects of the rotational speed and Reynolds number on the lift force on a sphere. It was found in calcttlations that the drag coefficient is not significantly affected by the rotation of the sphere. The ratio of the lift force to the drag force, both of which act on a sphere in a uniform flow at the same time, was investigated. For a small spherical particle such as one of about 100μm in diameter, even if the rotational speed reaches about 10^6 revolutions per minute, the lift force can be neglected as compared with the drag force.  相似文献   

17.
顺层边坡弯曲破坏的力学分析   总被引:6,自引:2,他引:6  
刘钧 《力学学报》1997,5(4):335-339
本文对顺层边坡在纵向力和横向力联合作用下发生表层弯曲破坏现象进行了力学分析, 还推导了理论计算公式, 最后讨论了一个实例。  相似文献   

18.
Adhesive forces commonly exhibit a monotonic increase or a maximum with increasing relative humidity. However, anomalous behavior has been reported. Here, a numerical model of adhesive forces, comprised mainly of capillary and van der Waals forces, between a tip and a surface is established. It is described by a power law that considers the geometry, the liquid bridge wetting radius, the contact angle, and the separation distance. Capillary forces (sum of surface tension and Laplace pressure) and van der Waals forces are calculated. The latter cannot be neglected in the adhesion even at high humidity. Decrease in adhesion with increasing relative humidity can be attributed to a blunt tip shape, which is validated by experimental data. Specifically, the decrease in adhesion is attributed primarily to a transition from a rounded to a blunt tip shape. Structuring objects at the micro- or nanoscale can either increase or decrease adhesion as a function of relative humidity. This has a wide range of applications in robotic manipulation and can provide a better understanding of adhesion mechanisms in atomic force microscopy in ambient air.  相似文献   

19.
一种改进的原子力显微镜摩擦力标定方法   总被引:2,自引:0,他引:2  
在传统标定AFM测力系统的楔形法基础上,通过线形加载的扫描方式,得到不同载荷下AFM针尖在平面和斜面上的切向力-位移循环曲线,并进一步计算出不同载荷下的摩擦力标定系数,进而根据该系数随载荷的变化趋势,选取高载下相对稳定的数据作为最终的标定结果.结果表明,由于改进的楔形法全面考察了摩擦力标定系数随载荷的变化趋势,避免了低载标定所引入的误差,标定结果更合理.  相似文献   

20.
This paper describes a build-up system that measures the deadweight oscillation in a deadweight force machine. When a build-up system is calibrated using a deadweight machine, the oscillating signal components of force transducers in the build-up system are strongly related to the motion of deadweight. The authors have, therefore, proposed a model based on the analysis of oscillating signals of force transducers to measure the deadweight oscillation. The analysis of the force transducer signals and the displacement sensor signals shows the validity of the proposed model. The authors have also investigated the behavior of deadweight motion for a deadweight force machine of 498 kN using the proposed model.  相似文献   

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