亚音速、大攻角、时间域完全非定常机翼气动力的计算方法

当前有关大攻角机翼气动力的数值方法,多数只适用于不可压情况。对于亚音速范围,只对定常情况进行过计算,至今尚未见到非定常方面的文章。为此,我们将文献[1]的方法作进一步发展,使之适合于计算大攻角非线性问题。由于亚音速非定常时间滞后以及尾涡形状不断变化,所以计算比较复杂,本文在处理过程中力求简单。

可变形儒可夫斯基翼型亚音速非定常气动力的研究

对于翼面变形速度远小于来流速度情况下的儒可夫斯翼型亚音速绕流问题,通过仿射变换将可压缩流动转换成不可压缩流动,将解析解和离散涡方法相结合计算变形机翼的不可压缩流动速度场,再利用逆变换得到变形机翼的亚音速流动速度场,进而分析非定常气动力特性,建立变形机翼的准定常升力系数和非定常附加升力系数在可压缩和不可压缩两种状态下的简单近似对应关系。计算结果显示变形机翼的非定常气动升力近似等于准定常计算结果叠加上虚拟质量力导致的非定常附加升力,该非定常附加升力随翼型变形速率呈线性关系,由机翼当前时刻飞行姿态、翼型及其变形速率确定,与具体变形历史过程无关。低来流马赫数时虚拟质量力导致的非定常效应显著,高亚音速流动时准定常升力起主导作用。同时还分析了不同马赫数下机翼往复变形过程中升力的变化特性,指出尽管高亚音速变形机翼的气动升力近似等于准定常气动升力,但不能忽视非定常附加升力的影响,非定常附加升力将导致完成往复变形需要外界输入正比于Ma∞/[(1-Ma2∞)]的功。

亚音速气流中复合材料悬臂板的非线性振动响应研究

随着材料科学的发展,越来越多的新型材料应用到了工程实践中.在气流激励的作用下,对于以航空航天工程为背景、采用复合材料的板壳结构的非线性动力学问题仍是动力学领域的研究热点.本文研究了复合材料悬臂板在亚音速气流条件下的非线性振动和响应.根据理想不可压缩流体的流动条件和Kutta–Joukowski升力定理,基于升力面理论,利用涡格法计算了三维有限长平板机翼上的亚音速气动升力.将亚音速气动力施加到复合材料悬臂板上,利用Hamilton原理,考虑Reddy三阶剪切变形理论并引入冯·卡门非线性应变位移关系,建立了有限长平板的非线性动力学微分方程.利用有限元方法考察了不同几何参数下层合板悬臂板的固有特性,通过比较不同材料和几何参数的线性系统的固有频率,得到不同比例的内共振关系.利用Galerkin方法将偏微分方程截断为两自由度非线性常微分方程,在这里考虑了1:2的内部共振关系并利用多尺度法进行了摄动分析.对应多个选取参数,得到了频率响应曲线.结果展示了硬化弹簧型行为和跳跃现象.

串置前掠翼模型亚音速升阻特性仿真

为探索挖掘前掠翼气动力优势,构建了一种串置式高速前掠翼布局研究模型,在来流马赫数0. 8和-10°～+20°中小攻角范围内,按RANS方法并选用可实现k-ε湍流模型,数值仿真其定常三维湍流场纵向气动力和受前后翼位置影响的变化特性。结果表明:在10°攻角后,串置式前掠翼基本模型获得的升力系数比相应单前掠翼的有所提高,而升阻比变化基本相同,串置翼基本模型在5°攻角时升阻比最大;在5°攻角之后,后翼下置串翼模型的升力系数比后翼上置和基本翼模型有所提高,而升阻比变化基本相同;在前后翼翼面附近绕流中捕捉到局部激波,并且翼根与机身交接区域可见有低速旋涡;串翼试飞模型平飞姿态稳定并能做一定机动飞行,串置式前掠翼模型构建方案可行,仿真计算为后续进一步开展研究奠定了基础。

最大攻角达80°时尖拱柱模型亚音速实验结果的初步讨论

在ＦＤ－０８风洞中，为了解采用侧壁支撑机构进行大攻角实验的可能性，进行了头部长细比３．５尖拱柱模型的亚音速实验，最大攻角达８０°。本文通过与Ａｍｅｓ１２英尺风洞实验结果的比较，介绍了实验结果并对实验结果作了初步讨论。

栅格翼和机身组合体的气动特性计算与分析

给出计算栅格翼和机身组合体亚超音速气动力干扰理论方法 .亚音速采用涡格法计算栅格翼气动力 ,用一个二维偶极子和圆柱映像涡系模拟机身的上洗流场和栅格翼迁移到机身上气动载荷 .超音速假定栅格翼处在机身横向流动的上洗流场中 ,用翼片理论计算机身对栅格翼气动力干扰的修正因子 .用本文方法计算了几个栅格翼和机身组合体的气动特性的到了比较满意的结果 .

飞机低速至亚音速阶段升阻特性研究

马赫数0.3处于传统意义的低速与亚音速之间,处于高速风洞试验可用风速的最小边缘,流场品质难以保证,因此一般很难直接通过风洞试验获得。本文选择某低速流场品质相对较好的风洞,以某型飞机为例,开展相关风洞试验,并对风洞试验数据进行修正,得到某飞机Ma0.3时的升阻特性数据。通过对修正后的风洞试验数据进行分析,得到Ma0.3附近飞机的气动力特点,分析结果可用于优化后续风洞试验。

亚音速位势方程的并行计算

将复杂组合体亚音速气动力特性串行算法改造成并行算法，并在PAN95并行机上进行了数值试验。试验表明，并行计算不仅缩短了计时，而且可增加到18000个面元，计算结果与实验结果吻合较好。

超音速客机东山再起

早在本世纪70年代中期,原苏联和英、法两国为适应人们“飞得快”的需求,就分别研制成功了‘图—144”和“协和”式超音速旅客飞机、可是,在它们获得风靡一时的新闻效应之后,便名落孙山了.1978年“图—144”即停止客运飞行;1979年“协和”式即终止生产.至此,标志人类航空技术一大进步的超音速客机发展陷入困境.

我国大型民机总体技术突破方向研究

我国大型民机需要在亚音速常规布局方面充分利用现有技术平台成熟相关技术,同时突破高效气动力技术、复合材料技术、动力装置技术;并且需要提前布局下一代新概念民机的探索研究,力争获得突破,这样才可能在未来的大型民机竞争中占得先机,在未来的民机制造业中占有一席之地。