深中通道西人工岛岛桥结合部受波浪力作用试验研究

波浪力作用下人工岛岛桥间易出现波能集中和雍水等情况,为了解该区域的力学性能及波浪特性,以深中通道西人工岛岛桥结合部为背景,开展缩尺比为1∶40的岛桥结合部受波浪力作用试验。分析岛桥结合部所受波浪力及波浪特性参数,结合规范公式对波浪特性参数的调整系数进行推导,并对桥梁进行结构优化。结果表明:深中通道西人工岛岛桥结合部最大顶托力、侧向力分别为4126.66 kN、96.54 kN,最大压强为123.72 kPa,与设计值对比,结合部越浪量、波峰面高程、波浪力、最大压强调整系数取值范围分别为1.84~1.95、1.14~1.65、1.64~2.91、1.27~1.42;若采取整体抬高桥梁结构0.5 m的结构优化方案,半封闭区域水动力条件改善明显,越浪量和波浪力均能减少50%以上,建议条件允许时采用该方案。

粘性对高超声速飞行器攻角特性影响研究

采用二维耦合隐式NS方程和标准髓￡湍流模型对高超声速飞行器在进气道关闭、发动机通流以及发动机点火工作状态下的内外流场进行了数值仿真研究，离散采用二阶迎风格式，分析了在不同攻角（-10°～7°）条件下，粘性对处于三种不同的工作状态下高超声速飞行器升力特性、阻力特性以及俯仰力矩特性的影响。结果表明，粘性对处于发动机通流和发动机点火工作状态下的飞行器气动一推进性能影响显著，尤其是阻力特性，粘性阻力占总阻力的比重超过50％。

低速翼型升阻特性实验台的设计与分析

翼型升、阻特性实验是空气动力学课程的一项重要实验项目。文章详细阐述了低速翼型升阻特性实验台的设计过程,分析了自制翼型的风洞实验结果。结果表明：实验台工作可靠,实验数据重复性好。该实验台采用了腹撑系统迎角机构、机械式天平及数字测力仪等构件,具有实验成本低、形象直观等特点。

高空远程滑翔UUV的升阻特性风洞实验

为探索高空远程滑翔UUV空气动力学基本特性,针对高空远程滑翔UUV详细设计了风洞试验模型,并通过试验分析了攻角和导流罩对高空远程滑翔UUV亚音速滑翔时升阻特性的影响,得到了高空远程滑翔UUV升阻特性的基本规律,为高空远程滑翔UUV总体、气动的进一步设计提供了依据。

桥面槽缝对桥梁断面静态压力分布影响的实验研究

大跨度斜拉桥或悬索桥的桥梁主梁断面的气动外形是桥梁设计者们很关心的问题之一。对主梁节段模型气动力的风洞实验研究一般都只考虑了来流攻角以及模型本身结构外形的影响,而现今不少大桥在双向来回车道的中间开有槽缝,工程上可以用来改善桥面的空气动力特性以及桥梁本身的稳定性,对于这方面的实验研究进行得不多。本文拟通过风洞实验对某大桥桥梁主梁断面在各种开槽情况下的静态压力分布进行研究,进而对断面各测点的压力分布进行矢量求和获得升力系数、阻力系数和升力矩系数,由此来研究开槽与否以及开槽大小对该桥梁主梁断面的气动力的影响,同时也研究了槽中央隔板的存在对气动力系数的影响。研究表明,隔板的有无对气动力并无明显的影响,而开槽与否以及槽宽的大小对压力分布、升阻力系数以及升力矩系数有明显的影响。

利用风洞试验研究冲压翼伞的升阻特性

冲压翼伞的风洞试验是研制冲压翼伞过程中的一项重要内容。介绍了投物用冲压翼伞风洞试验的特点及发展，着重讨论了这类冲压翼伞的升阻特性，通过理论计算与试验结果的比较，分析了柔翼与刚性翼之间的差异，得出了升阻比最佳点，同时，还分析了冲压翼伞各部分阻力的构成情况，提出了减少阻力的主要措施。

上凸下凹前后对称翼型低速气动特性研究

旋转机翼无人机由于兼具垂直起降和高速巡航性能而备受青睐,旋转机翼翼型不同于固定翼,对旋转机翼翼型的设计和气动特性的研究具有实际意义。针对旋转机翼翼型展开有弯度的前后对称翼型设计,通过亚音速多工况数值计算筛选出升阻特性最优的翼型——弯度10%、厚度12%的上凸下凹前后对称翼型GOE-10-12。为了验证数值计算的准确性,进行了3种低速工况(20 m/s、30m/s、40 m/s)的风洞试验,结果表明数值计算和试验获得的升力系数和阻力系数吻合较好,新设计的翼型具有良好的升阻力特性,适合应用于旋转机翼。

串列多方柱气动特性的试验研究

为研究串列多方柱的气动特性,采用刚性模型测压风洞试验的方法研究了雷诺数为3.2×104时,间距比在1.2~8范围内,串列双方柱和串列三方柱在不同间距比下的风压系数、升阻力系数以及斯托罗哈数。结果表明:串列双方柱的临界间距比在3~3.5之间,串列三方柱存在两个临界间距比,分别在2.5~3和3.5~4。通过串列双方柱和三方柱的对比可以看到:在双方柱下游增加一个方柱会显著影响其气动特性,平均阻力系数的绝对值、脉动升力系数和斯托罗哈数均在间距比L/D≤3.5时减小,但在间距比L/D≥4时这种减小效果减弱。风压分布与原双方柱相似,但数值有所不同,在间距比为3.5时差异最为明显。位于双方柱下游的方柱其气动力及风压系数在间距比为2.5~3时突然增大,在间距比为3.5~4时则相反。

超低速翼型升阻特性实验研究

本文介绍了用我们设计的一种翼型升阻特性实验台来做翼型升阻特性实验的情况,包括实验方案、设备的主要结构和实验结果分析。通过本实验,可以测得某一特定实验机翼的升力特性和阻力特性。

充气式机翼设计分析

参考国内外充气式机翼的研究成果,介绍了充气式机翼的结构设计方法,运用CFD技术对充气式翼型和原常规翼型进行了升阻特性和流场特性的比较研究,利用ABAQUS对充气式机翼进行了弯扭和应力方面的计算分析,最后创建了充气式无人机的三维模型,并进行了无人机的飞行试验。验证了充气式机翼在实际使用中的可行性。

小展弦比机翼低雷诺数升阻特性试验研究

研究的主要目的是确定微型飞行器小展弦比机翼的低雷诺数升阻特性。通过风洞试验测量了几种不同外形机翼的升力系数和阻力系数。研究主要涉及了矩形、椭圆、齐莫曼和反齐莫曼四种平面形状的机翼,并对每种外形机翼分别进行了展弦比为1.0、1.5、2.0的比较试验,文中以矩形翼为例分析了展弦比对机翼升阻特性的影响。为了研究前缘后掠角对机翼升阻特性的影响,进行了后掠角分别为20°、30°和45°梯形机翼的气动试验。试验结果表明:在大部分迎角范围内,同其它外形机翼相比矩形翼具有更高的升力系数,反齐莫曼翼的升阻比最理想;在小展弦比范围内对于平板翼型的机翼,较大的展弦比不会给升力系数提高带来更明显的效果;后掠角20°和30°梯形翼的升阻特性相差不大,后掠角45°梯形翼具有较大的升力系数和阻力系数。

旋转圆柱气动力特性风洞试验研究

圆柱在转动时会形成非对称的流场,导致圆柱气动力发生改变,旋转圆柱的气动力在风力发电或航海领域有很广的应用前景,气动力特性的研究对这些应用有重要的意义。通过刚性模型测力风洞试验,对不同转速下旋转圆柱的气动力特性及其变化规律进行研究,总结得到转速比和升阻力系数的关系。结果表明:随着转速的提高,旋转圆柱的平均升力系数增加,平均阻力系数减小;在不同的转速比区间内平均升阻力系数的变化规律有所差异,转速提高时升力系数增加幅度有所变化,而阻力系数受到影响很小。

杆形头部弹气动性能实验研究——分离环的气动效能

杆形头部弹是用一根杆取代锥形等流线型头部的一种特殊弹种。该种弹静稳定性好,但阻力大。本文通过杆形头部弹梢杆带分离环、不带分离环模型在马赫数3.01的风洞实验,给出了前阻、法向力及压心系数随攻角(从-2°～4°)的变化曲线。通过实验数据对比,说明分离环可有效地降低前阻。从流场变化分析了减阻机理,并从流场及几何关系分析了分离环的合理安放位置。为具体确定分离环的安放位置,文中给出了杆形头部流场发生推后分离时分离点位置。同时,结合实验数据分析了分离环对法向力及压心的影响。

发动机进排气系统对飞机气动特性影响的数值研究

为了分析发动机与飞机系统耦合过程中产生的气动力特性,准确获取实际使用条件下的飞机升阻特性,以带动力的某半模飞机模型为研究对象,开展了三维流场数值仿真计算,利用风洞试验数据对计算方法进行了验证,总结了溢流阻力及排气干扰阻力的变化规律,结果表明:发动机状态变化对飞机升阻特性影响明显,在选定的发动机工作参考状态下,溢流阻力在飞机系统升力与阻力方向的分量随捕获面积比的增大分别增大、减小,排气系统实际工作状态偏离选定的参考状态越远,干扰阻力在飞机系统升力和阻力方向分量的绝对值越大。

扑翼飞行器带翼刀机翼气动特性实验研究

通过进行微型扑翼飞行器低速风洞试验,研究了带弯度机翼下翼面翼刀对扑翼飞行器升阻特性的影响。文中进行了带翼刀机翼和不带翼刀机翼在不同迎角下的风洞吹风试验。试验结果表明,带翼刀机翼升力系数大于不带翼刀机翼升力系数,从而证明了翼刀可以阻止机翼下表面气流展向流动,起到增加机翼升力的作用。当扑翼在小迎角飞行时,带翼刀机翼可以有效地提高扑翼的气动效率,改善扑翼的飞行性能。研究结果可为带翼刀机翼在扑翼飞行器上的应用提供技术支持。

串列双方柱绕流的脉动压力分布与气动力研究

通过刚性模型测压风洞试验对串列双方柱在16个不同间距时的绕流进行了详细研究。双方柱的中心距L与单个方柱横断面的边长D之比L/D的变化范围为1.2~12.0。试验结果发现,串列双方柱的临界间距范围为3.5≤(L/D)cr≤4.0。在临界间距范围内,串列双方柱的绕流具有双稳态特征,同一间距下,上下游方柱均会出现两组明显不同的压力分布与气动力。通过引入干扰因子,定量地讨论了串列双方柱的脉动压力分布、脉动阻力和脉动升力随L/D的变化规律。

低雷诺数下海底悬空子母管线绕流特性研究

对海底管线在低雷诺数下绕流进行了数值模拟,分析了子母管线发生破坏的形式及机理,为工程中子母管线的设计提供参考。通过研究发现,当子母管间不存在间隙时,子母管线后形成的漩涡比单一管线后漩涡大,并且漩涡的脱落周期较长。当子母管间存在较小间隙时,子母管后方依然会有漩涡周期性的脱落,但是,管线的受力出现了周期性的不规则变化。当子母管线后方发生漩涡脱落时,母管的受力比子管大,而子管的受力频率却比母管大。