圆柱体减阻技术及其机理初步研究

利用氢气泡显示技术观测空心圆柱体在开有不同数目的细缝以及细缝在不同的攻角情况下的流态 ,对此类空心圆柱体的减阻机理进行了初步探讨 .细缝是否改变了圆柱体的尾迹流场是其能否减阻的主要判据 ,据此得到细缝的攻角α满足 |α|≤ 6 0°时可以降低圆柱体的阻力 ,且当 |α|=2 0°时 ,效果最佳 .此时位于下游的细缝将产生明显的二维射流 ,极大地影响尾迹的流态 .而当细缝的攻角满足 70°≤|α|≤ 90°时 。

大迎角下两段式翼型后翼作俯仰拍动的实验研究

通过氢气泡流动显示和PIV流场测量研究了大迎角下两段式翼型后翼作俯仰拍动时的流场结构及其演化。实验在北航1.0m×1.2m水槽中进行,基于翼型弦长的实验雷诺数为9000。实验结果显示:在大迎角情况下,当翼型静止时,前缘产生的分离涡会远离背风面向下游脱落,背风面上方会形成大范围的分离区;而当翼型前翼保持不动,后翼进行简谐拍动时,前缘产生的分离涡将靠近背风面向下游运动,背风面上方原有的大范围分离区将显著缩小甚至消失,这意味着可能增升和改善升阻比。此外,本文对后翼拍动的频率和振幅的影响也进行了较为详细的讨论。

通航飞机新能源动力改型设计可行性初探

新一代飞机迫切需要研究的核心技术之一是航空能源转型技术,而降低飞机碳排放的有效途径是发展氢能源动力飞机。本文分析了氢能飞机的推进技术和储存技术,构建了氢能飞机改型设计优化方法,针对某通航飞机利用该方法对不同的能源方案进行了计算和优化,验证了不同能源动力方案的可行性。进一步对不同的动力装置组合进行了优化对比分析,分析了不同发动机方案带来的重量收益,并给出了不同起飞重量的飞机采用不同能源动力系统的重量,以期为不同类型和用途的飞机选取能源动力方案提供参考。

用于结冰风洞试验的混合翼设计

提出了一种混合翼设计方法,用于民机机翼结冰风洞试验。采用Navier-Stokes(N-S)方程计算翼面压力分布,以混合翼与原始翼型的前缘附近压力系数分布尽可能重合为目标,提出了一种简易影响系数及控制点线性插值的方法,在保证前缘附近与原始翼型相同的基础上混合翼的设计弦长缩短40%。在同一迎角下设计得到的混合翼能与原始翼型具有相同的前缘附近压力分布,从而保证两者具有相同的水滴撞击特性及结冰情况。设计理论和设计结果为开展相关民机型号的结冰风洞试验打下基础。

鱼尾正弦摆动的流动特性研究

有关鱼游动机理的研究,已经有很多研究机构和研究人员做了大量的工作。笔者对一个带有不同鱼尾形状的5自由度机器鱼采用了无支杆张线式支撑,在各种状态下进行了流动显示实验观察,初步探讨机器鱼游动时的水动力学性能和其游动的机理。

民用飞机机头冰脱落特性数值模拟

建立了带动力条件下飞机表面冰块脱落的数值计算方法,包括全机带动力的空气流场计算方法、冰块运动中气动力和力矩的确定方法以及冰块运动的六自由度方程数值求解方法。采用以上方法对某民用支线飞机巡航和进场状态下的机头冰脱落特性进行了模拟,对比了迎角对冰脱落的影响,分析了冰脱落的速度和轨迹关系,得到了冰块被吸入发动机的概率,为发动机吞冰设计、飞机冰脱落的适航符合性验证以及自然结冰试飞提供了较好的支持。

昆虫翅悬停飞行中的三维空间旋涡结构

昆虫（果蝇）悬停飞行中，翅膀按照特定的拍动方式往复运动，产生非定常高升力维持身体的平衡。研究昆虫高升力机理，需要探索拍动翼运动引发的三维空间非定常流场的特性，尤其是三维空间非定常涡的发展变化过程。 本文将氢气泡流动显示技术应用于动态模型实验，定性的观察拍动翼前缘涡（LEV）的发展破裂过程。并利用数字体视粒子图像测速，DSPIV（Digital Stemscopic Particle Image Velocimetry）技术，测得了拍动翼运动瞬时相位和相位平均的三维空间流场信息（速度向量场、截面涡量场、空间涡量场，以及三维空间流线），揭示了拍动翼展向流动的存在，并结合定性和定量方法多角度说明了前缘涡沿展向发展到破裂的流动结构，并说明了侧缘涡与前缘涡的相互影响。 测量结果表明：在雷诺数960的情况下，拍动翼运动至相位时，翼面上前缘涡在距翼根约60％展长的位置发生破裂；翼根至破裂点之间，展向流动稳定，指向翼梢；破裂点以后，展向流改变方向，指向翼根。