不同型线结构船艏表面压力特性对比实验研究

为优选船艏结构型线方案,在风洞中针对三个在结构型线上仅有细微差别的船艏方案进行表面压力特性对比测试。实验获得了各型线方案模型表面压力空间分布特性和压力脉动特性,并通过表面压力特性的综合对比进行了结构型线评估,为船艏的结构型线设计提供直接的技术依据。

低弗劳德数梯形墩-悬栅消力池水力特性

针对大单宽流量、低弗劳德数消力池内消能问题,通过物理模型试验方法,对比分析消力池内加设梯形墩和悬栅消能工后水力特性和消能效果,优化梯形墩-悬栅消力池布置形式。结果表明:在低弗劳德数水流条件下,梯形墩-悬栅联合消能工断面水深分布均匀,消力池底板沿程压力分布梯度和时均压力分布系数波动幅度较小,整体稳定性较优;动能修正系数基本保持在1<α<2的范围内,可有效改善入池断面流速分布;消能率由传统消力池的52.25%、70.37%、75.89%分别提升至56.74%、75.95%、79.22%;梯形墩-悬栅消力池内悬栅单排等间距、高度与尾坎同高布置时,梯形墩呈双排交错形式布置在距池首0.35L左右处对于整体流态改善明显,消力池出口流速可降至0.4 m/s,消能率提高至59.63%、76.12%、79.37%,研究结果可为同类工程的底流消能问题提供一种新思路。

y^+值对翼型气动参数计算精度的影响研究

基于RAE 2822翼型,为了研究粘性底层无量纲参数y+对翼型气动参数计算精度的影响,采用ANSYS ICEM剖分的计算域网格和三维N-S控制方程的有限体积法离散格式,选取SST湍流模型,在不同的y+值下借助ANSYS CFX模块数值计算了该翼型的气动参数,分析了相对误差,绘制了压力系数分布云图。结果表明:过大的y+值导致误差增大;在y+的理论值11.63附近,计算精度变化较小;较小的y+可使精度进一步提高,但过小的y+并不能得到过高的计算精度。y+值对翼型边界不同区域的计算精度影响有所不同,翼型气动参数数值计算时推荐y+取2-4。

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。

驾驶疲劳检测系统的研究与设计

采用基于驾驶员驾驶操作行为及车辆行驶状态的方法研究驾驶疲劳问题,阐述了系统识别的原理,取车辆转向、座椅压力分布、座椅压力分布不对称系数Cu作为驾驶疲劳的识别特征指标。利用模块化思想,设计了系统的硬件/软件部分,对采集的数据利用设计的驾驶疲劳识别算法进行分析,确定方向盘动作频率和座椅压力变化情况与疲劳状态的相关性。

粒子群算法在翼型剖面优化中的应用(英文)

为设计出具有良好升阻比性能的翼型剖面,采用智能优化领域新兴的粒子群优化算法(PSO)结合面元法对翼型进行优化设计。文中给出了PSO算法的数学模型及其在翼型优化设计中的主要计算过程,并以Naca66mod翼型为原型进行设计。获取了翼型优化过程中每一步处的翼型剖面形状、翼型表面压力系数分布以及翼型的升力系数、阻力系数和最大厚度比,结果分析表明经过优化后的翼型与原型相比,具有升力系数增加,阻力系数减小这一有利的特征改变。同时采用CFD方法对两种翼型进行数值模拟计算,获得同上的结论,进而验证了PSO方法在翼型优化设计中的可行性。

基于改进Gappy POD方法的压气机叶栅气动外形反设计方法

针对压气机叶栅气动高效反设计,建立了基于Gappy proper orthogonal demcomposition(Gappy POD)的气动外形反设计框架。通过Kriging代理模型优化获得某型压气机叶栅的气动优化结果,并以此作为反设计目标基础。为进一步提高基本Gappy POD反设计的效率及精度,发展了基于自适应快照替换优化和修正目标压力系数分布的两种改进方法,并对基本Gappy POD结合两种改进策略的反设计精度和效率进行了详细对比。结果表明:基于自适应快照替换优化流程的反设计框架使得反设计精度明显提高,叶片表面压力系数分布方均根误差从6.49×10^(-3)降低到1.29×10^(-3),而通过修正目标压力系数分布则提高了单次反设计精度。将两种改进策略同时结合改进Gappy POD,能够获得在同等设计精度下更快的收敛速度,可为压缩系统几何部件反设计提供新的高效方法。