非定常涡升力的实验研究

本文简要介绍近年来国外进行非定常涡升力实验研究的一些情况,以供开展有关工作的参考。

导管螺旋桨的非定常性能预估

应用非定常升力面理论与非定常面元法 ,在时域范围内通过迭代计算考虑桨和导管的相互影响 ,对导管螺旋桨的定常及非定常性能进行了预估。采用了一个修正的螺旋桨尾涡模型 ,来模拟导管螺旋桨尾涡片的扭曲变形及分离现象。桨泄出涡与导管泄出涡之间的非定常干扰采用了两种处理方法 :(1)时域内严格匹配 ;(2)时域内简化处理。泄出涡的简化处理在允许的计算精度范围内 ,能大幅度地减少计算时间。对JD简易导管螺旋桨的计算表明 ,本文所建立的方法能较好地预估导管螺旋桨的定常及非定常性能。

非定常涡升力机制的三维效应

本文采用浸入式边界方法对一低速单级压气机在不同轴向间距下的转静干涉流动进行了数值模拟,主要关注缩小轴向间距后由于非定常涡升力机制所引起的前后排叶片流动状态变化。计算结果表明,级性能随间距出现提升的流动机理在于,当间距减小后,前排转子的负荷出现提升,这一变化使得级间静压升高,静子根部的逆压梯度得到有效的缓解,进而导致静子根部的流动分离被抑制,压气机的压升及效率均出现明显的提升。

T型尾翼颤振特性分析方法

由于T型尾翼特殊的结构和气动布局形式,其颤振特性的分析比较复杂,飞行状态和一些常规分析可以忽略的参数如上反角都会对颤振速度有很大影响。针对这些特殊问题,分析了T型尾翼的颤振特性受平尾上反角、平尾上的定常气动力和固有振动形式等因素的影响。重点研究了T型尾翼颤振计算中特殊的附加非定常气动力,建立了T型尾翼非定常气动力和颤振分析方法。在低速风洞中开展了T型尾翼缩比模型的颤振试验,验证了分析方法。结果表明T型尾翼特殊的气动效应主要影响垂尾的弯扭耦合颤振形式,颤振速度随平尾攻角增加而降低,在设计中采用一定的平尾下反角设计能够提高T型尾翼的颤振速度。通过对试验结果的理论分析,阐述了这种效应产生的机理,并对实际设计提出建议。

螺旋桨负荷噪声研究

运用非定常升力面方法和Goldstein声相似理论研究了螺旋桨的负荷噪声特性，给出了方法和理论结果的简要介绍．并运用数值计算方法对螺旋桨负荷噪声进行了计算分析，得到了一些具有工程实际意义的数值计算结果。

一种用于研究鹰蛾悬停飞行的扑翼实验装置

研制了一套新型的能够在空气中模拟鹰蛾悬停飞行的扑翼模型实验装置。装置由模型翼面和主体、舵机驱动单元、运动控制与检测、测力天平和采集系统等五部分构成。模型在计算机的控制下按照鹰蛾悬停飞行的活体观测数据完成扑翼运动。与此同时,系统采集得到扑翼的实际运动曲线以及模型所受到的非定常气动力。实验结果表明,模型扑翼运动能很好地复现鹰蛾悬停飞行的动态过程;所测得的气动升力与鹰蛾的悬停条件相一致;由模型实验的升阻力数据所得的挥拍面前倾角也与活体观测结果相吻合。该模拟实验装置运动调节灵活,执行便捷,操控可靠,且能够测量空气中的微小非定常气动力,这为进一步深入研究扑翼运动的机理提供了方便的手段。

一种平行曲柄连杆扑翼机构的设计、优化与实现

提出了一种来自于昆虫结构启发的平行曲柄连杆的扑翼机构.该机构依靠两组平行布置的曲柄连杆和连杆间的翼面控制机构实现,既能够保证扑翼运动左右翼面的对称性,又能够实现挥拍攻角的调节和控制,采用MATLAB的非线性优化工具对该扑翼机构进行了运动参数的优化,并设计制作了大比例的实物扑翼模型进行测力分析.结果验证了这种扑翼机构能够给出非定常高升力.

螺旋桨负荷噪声研究

本文运用非定常升力面方法和Coldstein声相似理论研究了螺旋桨的负荷噪声特性，文中给出了计算方法和理论结果的简要介绍。并运用数值计算方法对螺旋桨的负荷噪声进行了计算分析，得到了一些具有工程实际意义的数值计算结果。

提高飞行器气动效益的一条技术途径

本文对人类升空奋斗史作了简要的回顾,指出人类虽然在飞行技术方面现已取得了惊天动地的成就,但有许多飞行技巧还远远不如飞鸟与昆虫;阐述了飞行器欲获得其升力的第二峰值之可能途径——对飞鸟与昆虫为获取其非定常涡升力的一些飞行奥秘作了剖析,在此基础上对当今空气动力学研究的一些方向性问題提出了一些见解,并就我国在这方面应当开展的研究工作提出了一些具体的建议。

蜜蜂飞行特性的实验研究

本项目以蜜蜂为研究对象,通过高速摄影系统对蜜蜂在自由飞行、支撑、悬挂等状态下的飞行姿态进行了观测,得到部分飞行参数（振翅的频率、振幅及自由飞行状态下的速度、加速度等物理量）,由此对蜜蜂的升力进行了简单的物理学分析,引出了非定常高升力机制,进一步利用烟风洞装置进行流场显示实验,过程中得出了一些有价值的结论以及蜜蜂飞行的特性。