基于中弧面的叶片模具型腔高质量重构方法研究

针对复杂空心涡轮叶片精密铸造中长期存在的涡轮叶片模具型腔网格模型的光顺重构问题,参照叶片设计方法,提出了基于模具中弧面的型腔光顺重构方法。基于反变形优化的网格模型,提取出网格模型各个截面的中弧线,重构得到光顺的中弧面模型。采用包络线法获得高质量的叶片模具型线,最终得到精确的、光顺的模具型腔。

临近空间高速飞行器抛罩过程的动网格方法对比

飞行器抛罩是一个复杂的动力学、流体力学耦合问题,涉及六自由度运动方程与N-S方程的耦合求解,其中动网格非定常计算是关键技术。针对二维临近空间高速飞行器,将耦合过程简化为匀速旋转抛罩,对比分析了光顺重构法、重叠网格法、域动分层法三种工程易行的动网格方法的仿真结果,并得到如下结论:三种方法在整流罩关闭状态下的定常流场结果一致,均能捕捉到非定常开罩过程的典型特征,得到正确的起动结果;在非定常过程中光顺重构法的分离区吞入速度慢于重叠网格法和域动分层法;重叠网格法的计算通用性最好,域动分层法的计算速度最快,光顺重构法的理论精度最高;由于光顺重构法的网格更新对于复杂模型容易失败,域动分层法只能处理运动轨迹已知的问题,三维动力学耦合计算建议采用重叠网格法;在进行整流罩的三维设计时,应考虑溢流效应以缩小整流罩前方的大分离区,降低飞行器的控制及热防护上的困难。