低雷诺数下超微型复合材料旋翼流固耦合分析研究

复合材料轻薄旋翼在气动力的作用下发生结构变形和振动是造成旋翼推进性能改变和破坏的重要原因之一。针对超微型复合材料旋翼,搭建了基于非接触式超微型旋翼模态试验测量平台,研究了旋翼结构固有特性,建立了旋翼铺层复合材料的有限元模型,并用实验模态数据验证了有限元模型的准确性。搭建了可测量微小力和扭矩的超微型旋翼推进性能试验平台,获得了超微型旋翼的推进特性。结合基于多块结构化网格、多参考坐标系运动域方法以及两方程湍流模型的流体求解器和基于有限元方法结构动响应求解器,开展了超微型旋翼流固耦合研究,分析了柔性旋翼的响应和推进特性,并同实验数据进行了对比,结果发现耦合计算中旋翼结构呈现以2阶模态振型为主的上拍现象,耦合计算得到的旋翼推力和扭矩相比实验值误差仅为7%,而非耦合状态计算误差可达11%,且耦合计算时旋翼结构系统稳定,未发生颤振现象。研究表明了采用流固耦合方法研究旋翼气动和结构性能的必要性。

可折叠宽带米波双极化相控阵天线设计

米波雷达,尤其是高机动米波双极化雷达,在地面防空系统中担任着重要角色。由于工作频率低、波长长,致使米波雷达天线阵列结构尺寸庞大笨重。兼顾实现良好的多功能电性能以及轻便、高机动性的阵列结构致使天线设计面临很大困难和挑战。为了解决天线阵面大工作口径与小运输口径需求之间的矛盾,文中以实现高机动天线阵列为目标,针对天线选型和可折叠结构设计展开了具体论述,提出并设计一种新型可折叠结构的宽带米波双极化相控阵天线单元,该设计方案切实可行,经过实物验证,具备良好电扫性能和高机动性结构特性,为大口径高机动米波双极化雷达的工程化设计奠定了技术基础。

大迎角下细长旋成体气动特性估算方法研究

细长旋成体作为飞行器机身的主要构型,快速且准确地预测其气动特性在飞行器设计阶段具有重要意义。介绍了小扰动线化理论、小迎角工程估算算法、横流理论等常用工程估算算法,并以小迎角工程估算为基础,参考横流理论对大迎角粘性力作用的等效方法,提出了一种大迎角下细长旋成体工程估算方法。通过算例分析可知,该新方法相较其他三种估算方法能够得到更好的结果。同时结合数值仿真方法,研究了细长旋成体在不同迎角下的流场特性,分析了计算结果存在差别的内在流动机理。