脉冲声信号影响锥特征的自适应选取EI北大核心CSCD

为了解决低信噪比下脉冲声信号影响锥特征的自适应选取和检测问题,提出了一种改进的整体嵌套边缘检测方法。利用脉冲信号小波域的时间-尺度分析谱图中明显的边缘效应特征,构造自适应影响锥(A-COI)模型。该模型可自适应输出最适影响锥部分,在减弱噪声干扰的同时最大程度的包含了脉冲信号的主要特征。进而将最适影响锥部分对应的小波系数用于脉冲信号检测,有效提升了低信噪比下的检测性能。对典型直升机桨-涡干扰脉冲信号的仿真和实验数据进行分析,结果表明在0 dB,2 dB,5 dB信噪比的复杂环境下,使用基于A-COI模型的检测率分别达到了65.13%,82.33%,95.27%,相对于传统固定大小影响锥的检测算法提升了42.42%,22.99%和2.36%。     

旋翼翼型动态失速流场特性PIV试验研究及L-B模型修正

为测量翼型动态失速的非定常涡流场特性,采用3D-PIV技术,对典型直升机旋翼翼型SC1095的动态失速流场特性进行测量,发现涡在不同位置处的输运速度不同:位于翼型表面的涡的无量纲速度为0.39,位于尾迹区的涡的无量纲速度为0.55.利用前缘涡输运速度变化这一特征,改进了经典的翼型动态失速利什曼--贝多斯(Leishman--Beddoes,L--B)模型,将该模型中固定的涡时间常数修正为可以随涡位置变化的时变函数,修正后的模型计算得到翼型法向力峰值相对原L--B模型提升5%,力矩系数负峰值相对原L--B模型提升13%,与试验值相比更加吻合,表明修正后的翼型动态失速模型更好地体现了翼型前缘涡的物理特征.     

合成射流对失速状态下翼型大分离流动控制的试验研究

为研究低速状态合成射流在抑制翼型气流分离和推迟失速方面的控制机理, 开展了NACA0021 翼型失速特性射流控制的风洞试验研究. 通过系统性的模型测力、翼型瞬态流场粒子图像测速和边界层速度测定的对比试验, 深入探索了合成射流各参数对翼型失速特性控制效果的影响规律. 试验结果表明射流偏角在翼型升力和失速迎角控制方面的效果对射流动量系数较为敏感: 当动量系数较大时, 近切向射流的控制效果更好. 射流动量系数为0.033 时, 偏角30°的射流使得翼型升力系数峰值提高23.56%, 失速迎角增大5°; 而动量系数较小时, 偏角较大的射流能够获得最佳控制效果. 射流动量系数为0.0026 时, 法向射流对翼型最大升力系数控制效果最好(提高9.2%).     

剪刀式尾桨涡流干扰机理和气动特性研究

采用非常规剪刀式尾桨对直升机整体性能有着重要影响,关于其复杂流动干扰机理的研究尚处在发展之中.为了掌握剪刀式尾桨的流动干扰机理和参数影响规律,建立了适合于悬停状态下剪刀式尾桨干扰涡流场分析的计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)数值模拟方法.采用积分形式的Reynolds-averaged Navier-Stokes(RANS)方程作为旋翼流场求解控制方程,围绕旋翼流场的结构网格采用嵌套网格方法生成.在CFD方法验证基础之上,对悬停状态下两种不同构型剪刀式尾桨桨尖涡的涡核位置和强度的演变规律进行了定量分析,并对流场中桨尖涡与桨叶的贴近干扰、碰撞、破碎运动,同时准确捕捉了不同尺度涡之间的相互干扰、融合的过程进行了分析.进一步研究了剪刀角和轴间距参数对不同构型剪刀式尾桨气动特性的影响规律.计算结果表明,剪刀式尾桨流场中存在复杂的桨-涡干扰和涡-涡干扰现象,剪刀角和轴间距对剪刀式尾桨的气动特性有重要影响,L构型剪刀式尾桨气动性能整体优于U构型剪刀式尾桨.     

基于CFD/Kirchhoff方法的直升机旋翼高速脉冲噪声模拟分析

将三阶迎风格式（MUSCL）与通量差分裂方法相结合，以改进二阶中心差分格式导致较大尾迹数值耗散的不足，建立了基于N-S方程和嵌套网格技术的旋翼流场求解方法。提高了CFD／Kirchhoff方法中流场信息计算的准确性．在流场求解的基础上。提出了一种谐波展开分析方法，基于该方法，Kirchhoff公式中的被积函数可解析表达，从而简化了获得Kirchhoff公式中被积函数的插值方法，提高了插值效率和精度．用上述方法对旋翼跨音速流场的高速脉冲（HSI）噪声进行了预测，计算结果与实验数据一致；同时对高速脉冲噪声在不同桨尖马赫数时和不同方向观测点上的特点进行了计算和分析．结果表明：旋翼高速脉冲噪声具有很强的指向性。在桨盘平面内噪声最大，在桨盘下方，随着与桨盘平面的夹角增加，噪声的脉冲迅速减弱．