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相似文献
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1.
解亚军  叶正寅 《实验力学》2010,25(6):655-660
通过在NF-3低速风洞专门研制的翼型模型及相应的俯仰和沉浮振动机构,选用NACA0012翼型进行大迎角下不同频率的振动实验,研究了模型振动平均状态下对其气动力特性的影响情况,并在N-S方程基础上对振动流场进行了初步分析。实验与计算研究的结果表明:在临近定常失速迎角的大迎角条件下,翼型的振动可以引起旋涡分离,导致翼型升力减小和失速迎角的提前;就所讨论的两种振动模式而言,俯仰振动的影响大于沉浮振动。所以,为了提高飞机模型,尤其是大展弦比飞机模型的风洞实验精准度,在模型设计和加工时要特别注意加强机翼弦向的扭转刚度。  相似文献   

2.
结合基于$k$-$\omega$的SST两方程湍流模型,求解雷诺平 均Navier-Stokes方程获得定常和非定常气动力,耦合翼型弹性运动方程,在时间 域内模拟了不同厚度对称翼型在不同迎角下的气动弹性动态过程, 并重点研究了较大迎角下的不同厚度翼型流场特征和气动弹性的性质,研究结果表明:在论 文所涉及的参数情况下,对于迎角从零到大迎角范围,翼型颤振临界速度随迎角的变化不是 单调的. 翼型颤振临界速度迅速下降的起始迎角比最大升力系数对应的迎角小很多.  相似文献   

3.
应用有限体积方法求解三维可压缩雷诺平均N-S方程,计算了某型巡航导弹的静、动态绕流流场和空气动力特性.湍流模型应用修正后的B-L代数湍流模型.以细长旋成体绕流流场为例进行数值计算,并和实验数据相比较,验证了本文方法的可靠性,在此基础上,开展了某型巡航导弹绕不同转轴和以不同频率进行俯仰振动的非定常气动力迟滞特性研究.计算结果表明,当导弹作快速俯仰振动时,在上仰和下俯过程中的同一迎角瞬间,绕导弹流场流动明显不同,表现出明显的非定常迟滞特性.并且,导弹的非定常气动力迟滞特性随振动频率的增大变化明显,且气动力迟滞曲线随着振动轴位置的变化而变化.  相似文献   

4.
基于当流活塞理论的气动弹性计算方法研究   总被引:3,自引:0,他引:3  
发展了一种高效、高精度的超音速、高超音速非定常气动力计算方法--基于定常CFD技术的当地流活塞理论.运用当地流活塞理论计算非定常气动力,耦合结构运动方程,实现超音速、高超音速气动弹性的时域模拟.运用这种方法计算了一系列非定常气动力算例和颤振算例,并和原始活塞理论、非定常Euler方程结果作了比较.由于局部地使用活塞理论假设,这种方法大大地克服了原始活塞理论对飞行马赫数、翼型厚度和飞行迎角的限制.与非定常Euler方程方法相比,当地流活塞理论的效率很高.  相似文献   

5.
采用“单一叶片振动方法”代替传统的“全部叶片振动方法”,用线性化的方法推导出计算振动叶片非定常气动力(引起叶片弯曲振动)及力矩(引起叶片扭转振动)方程。通过输入叶型及气流参数,它可以方便有效地估计出作用在振动叶片上的非定常气动力和力矩,以及振动叶片不稳定工况发生的条件和范围。并在氟里昂超音速风洞上进行了实验测量,结果表明,理论计算结果与实验测试结果符合较好。  相似文献   

6.
基于当地流活塞理论的气动弹性计算方法研究   总被引:8,自引:1,他引:8  
张伟伟  叶正寅 《力学学报》2005,37(5):632-639
发展了一种高效、高精度的超音速、高超音速非定常气动力计算 方法------基于定常CFD技术的当地流活塞理论. 运用当地流活塞理论计算非定常 气动力,耦合结构运动方程,实现超音速、高超音速气动弹性的时域模拟. 运用这 种方法计算了一系列非定常气动力算例和颤振算例,并和原始活塞理论、非定 常Euler方程结果作了比较. 由于局部地使用活塞理论假设,这种方法大大地克服 了原始活塞理论对飞行马赫数、翼型厚度和飞行迎角的 限制. 与非定常Euler方程方法相比,当地流活塞理论的效率很高.  相似文献   

7.
等速上仰翼型动态失速现象研究   总被引:9,自引:0,他引:9  
白鹏  崔尔杰  周伟江  李锋 《力学学报》2004,36(5):569-576
翼型大迎角绕流的静态失速将造成升力突降和气动性能急剧恶化,但利用非定常运动所产生 的动态失速效应,可以大大地延缓气流分离和失速现象的发生. 采用Rogers发 展的双时间步Roe格式,求解拟压缩性修正不可压N-S方程. 数值模拟了低雷诺数 ($Re=4.8 \times 10^{4}$)条件下NACA0015翼型作等速上仰($\alpha =0^{\circ} \sim 60^{\circ}$)的动态失速过程,同Walker的试验结果比 较,验证了计算结果的正确性. 研究了该过程中主涡、二次涡和三次涡的发展,升 力系数随攻角变化,以及不同上仰速度对动态失速效应所造成的影响.  相似文献   

8.
应用有限体积方法求解三维可压缩雷诺平均N-S方程,计算了巡航导弹外形飞行器作小振幅俯仰运动时的动态绕流流场和空气动力特性,开展了导弹绕不同转轴、以不同频率和在不同迎角范围内进行俯仰运动的非定常气动力迟滞特性研究。计算结果表明,当导弹作快速俯仰运动时,在上仰和下俯过程中的同一迎角瞬间,绕导弹流场流动明显不同,表现出明显的非定常迟滞特性。导弹的非定常气动力迟滞特性随俯仰运动频率的增大明显增强,且气动力迟滞曲线随着俯仰轴位置的变化而变化。在同一减缩频率下,导弹在不同迎角范围内作周期俯仰运动时,相同的运动相位角所对应的升力系数对迎角的导数是一致的,而不同减缩频率下升力系数对迎角的导数随运动相位角变化曲线明显不同。  相似文献   

9.
基于kω的SST两方程湍流模型,在时间域求解雷诺平均Navier-Stokes方程,模拟弯度翼型大迎角时的分离流动。通过给翼型施加一定形式的扰动,重点关注了翼型弯度对大迎角分离涡流场平衡态转移的影响。研究结果表明:与相同厚度20%以上的对称翼型相比,2%弯度的翼型出现分离涡流场平衡态转移的起始迎角变小2°左右,迎角区间变宽约1°;在厚度相对较小的NACA2416翼型上也发现上述分离涡平衡态转移现象。由此说明翼型弯度在一定程度上促使了分离涡平衡态的转移。  相似文献   

10.
低雷诺数翼型蒙皮主动振动气动特性及流场结构数值研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
刘强  刘周  白鹏  李锋 《力学学报》2016,48(2):269-277
针对低雷诺数(Re)翼型气动性能差的特点,文章通过对翼型柔性蒙皮施加主动振动的方法,提高翼型低Re下的气动特性,改善其流场结构.采用带预处理技术的Roe方法求解非定常可压缩Navier-Stokes方程,对NACA4415翼型低Re流动展开数值模拟.通过时均化和非定常方法对比柔性蒙皮固定和振动两种状态下的升阻力气动特性和层流分离流动结构.初步研究工作表明在低Re下柔性蒙皮采用合适的振幅和频率,时均化升阻力特性显著提高,分离泡结构由后缘层流分离泡转变为近似的经典长层流分离泡,分离点后移,分离区缩小.在此基础上,文章更加细致研究了柔性蒙皮两种状态下单周期内的层流分离结构及壁面压力系数分布非定常特性和演化规律.蒙皮固定状态下分离区前部流场结构和压力分布基本保持稳定,表现为近似定常分离,仅在后缘位置出现类似于卡门涡街的非定常流动现象.柔性蒙皮振动时从分离点附近开始便产生分离涡,并不断向下游移动、脱落,表现为非定常分离并出现大范围的压力脉动.蒙皮振动使流体更加靠近壁面运动,大尺度的层流分离现象得到有效抑制.   相似文献   

11.
模型昆虫翼作非定常i运动时的气动力特性   总被引:9,自引:0,他引:9  
兰世隆  孙茂 《力学学报》2001,33(2):173-182
基于Navier-Stokes方程的数值解,研究了一模型昆虫翼在小雷诺数(Re=100)下作非定常运动时的气动力特性.这些运动包括翼启动后的常速转动,快速加、减速转动,常速转动中快速上仰(模拟昆虫翼的上挥或下拍、翻转等运动).有如下结果在小雷诺数下,模型昆虫翼以大攻角(α=35°)作常速转动运动时,由于失速涡不脱落,可产生较大的升力系数.其机理是翼转动时,翼尖附近(该处线速度大)上翼面压强比翼根附近(该处线速度小)的小得多,因而存在展向压强梯度,同时存在着沿展向的离心力,此展向压强梯度和离心力导致的展向流动在失速涡的轴向方向,其可避免失速涡脱落.模型昆虫翼在快速加、减速转动和快速上仰运动中,虽然雷诺数小,但由于在短时间内产生了大涡量,也可产生十分大的气动力,例如在快速上仰运动中,升力系数可大于10.  相似文献   

12.
蜻蜓翅膀具有独特的褶皱状形貌.研究者们致力于利用仿生学原理,设计在低雷诺数条件下具有更优气动性能的褶皱翼型.本文采用计算流体力学方法,求解二维不可压Navier-Stokes方程组,探讨了四种翼型(平板翼型、流线翼型、小幅度褶皱翼型和大幅度褶皱翼型)的气动表现.在低雷诺数条件下得到以下结果:(1) 较小幅度的褶皱结构有利于增加升力和减小阻力.(2) 雷诺数变化时褶皱翼型的升力系数呈非线性变化;在特定雷诺数区间,幅度相近的褶皱翼型会发生相对气动优势的转变.(3) 褶皱结构内的回流区通过减小粘性阻力,使得翼型总阻力下降.(4) 翼型前缘的极小区域会产生脉冲高升力,对升力表现产生较大影响.这些结果表明,调整褶皱幅度是实现褶皱翼型气动优化的有效方案.  相似文献   

13.
In [1–6], a model of a nonstationary action of a medium flow on a body moving in this flow was constructed in the form of an associated dynamical system of second order. In the literature, the representation of the aerodynamic force in integral form with a Duhamel type integral is often used (e.g., see [7, 8]). In the present paper, we pay attention to the fact that a system of ODE is equivalent not to a single integro-differential equation but to a family of such equations. Therefore, it is necessary to discuss the problem of the correspondence between their solutions. The integro-differential representation of the aerodynamic force is reduced to a form convenient to realize the procedure of separation of motions. In this case, we single out the first two approximations with respect to a small parameter. It turns out that in the case of actual airfoils one can speak of “detached” rather than “attached” mass. In the problem on the forced drag of an airfoil in a flow, it is shown that for a sufficiently large acceleration the aerodynamic force can change its direction and turn from a drag force into an “accelerating” force for some time. At the same time, in the case of free drag of a sufficiently light plate, the “acceleration” effect is not observed, but in the course of deceleration the plate moves from it original position in the direction opposite to the initial direction of motion.  相似文献   

14.
The possibility of controlling the aerodynamic characteristics of airfoils with the help of one-sided pulsed-periodic energy supply is studied. The change in the flow structure near the airfoil and its aerodynamic characteristics are determined as functions of the magnitude of energy supply and of the energy-supply location by means of the numerical solution of two-dimensional unsteady equations of gas dynamics. It is demonstrated that external energy supply can substantially improve the aerodynamic characteristics of airfoils with a high lift-to-drag ratio. The moment characteristics of the airfoil are found.  相似文献   

15.
The possibility of controlling the aerodynamic characteristics of airfoils in transonic flight regimes by means of local pulsed periodic energy supply is considered. The numerical solution of two-dimensional unsteady equations of gas dynamics allowed determining the changes in the flow structure near a symmetric airfoil and its aerodynamic characteristics depending on the magnitude of energy in the case of its asymmetric (with respect to the airfoil) supply. The results obtained are compared with the calculated data for the flow around the airfoil at different angles of attack without energy supply. With the use of energy supply, a prescribed lift force can be obtained with a substantially lower wave drag of the airfoil, as compared with the flow around the airfoil at an angle of attack. __________ Translated from Prikladnaya Mekhanika i Tekhnicheskaya Fizika, Vol. 48, No. 6, pp. 70–76, November–December, 2007.  相似文献   

16.
黄国创 《力学学报》1991,23(6):674-684
本文引进了动力学涡量概念,推导出可压缩粘性流中的力和力矩的一般表达式。作用在任意运动物体(系)上的力和力矩可以分别表示成流场中动力学涡量的一阶矩和二阶矩随时间的变化率。 利用 Navier-Stokes 方程求出动力学涡量的变化率,进一步把力和力矩表示成一些显式积分。它们分别对应于产生空气动力的一些特定的物理过程,称之为力和力矩的分配律。同时,流场中任何运动的动力学涡量均产生一个空气动力贡献量。相应的计算公式即为广义Kutta-Joukowski 定理。  相似文献   

17.
The possibility of controlling the aerodynamic characteristics of airfoils in transonic flight regimes by means of one-sided pulsed-periodic energy supply is studied. Based on the numerical solution of two-dimensional unsteady gas-dynamic equations, the change in the flow structure in the vicinity of a symmetric airfoil at different angles of attack and the aerodynamic characteristics of the airfoil as functions of the amount of energy supplied asymmetrically (with respect to the airfoil) are determined. The results obtained are compared with the data calculated for the flow past the airfoil at different angles of attack without energy supply. It is found that a given lift force can be obtained with the use of energy supply at a much better lift-to-drag ratio of the airfoil, as compared to the case of the flow past the airfoil at an angle of attack. The moment characteristics of the airfoil are found. __________ Translated from Prikladnaya Mekhanika i Tekhnicheskaya Fizika, Vol. 49, No. 6, pp. 82–87, November–December, 2008.  相似文献   

18.
Formulas for all the components of the aerodynamic drag (total, friction, inductive, wave, pressure, and heat-transfer) are uniformly derived as applied to flows governed by the Navier-Stokes and Reynolds equations. For flows of this type the definition of the aerodynamic drag components is refined and the physical basis of the chosen method of breaking up the total drag into components is discussed. Ways of calculating the aerodynamic drag components using the methods of computational aerodynamics are considered. On the basis of the refined formulas the drag components are calculated for flows around airfoils and a high-aspect-ratio wing in transonic flow.  相似文献   

19.
使用雷诺平均NS方程、采用Johnson-King紊流模型、嵌套网格和有限体积法研究大迎角下的多缝道的多段翼型绕流。利用嵌合体技术对组合每一部分生成高质量并适于高效求解的贴体网格;将J-K模型发展应用于计算缝道流动以及具有边界层、尾迹流交汇的复杂流动。以具有17%相对厚度的GAW-1翼型带30%襟翼翼型及一个三段翼型为例进行了计算,计算结果与实验结果吻合很好,证实该方法可以较好地预示多段翼型上的粘性绕流、多缝道流动与最大升力。  相似文献   

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