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二维扩压叶栅非定常分离流控制途径探索 被引量:15
1
作者 郑新前 侯安平 周盛 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第5期599-605,共7页
二维扩压叶栅非定常黏性数值模拟结果表明,在一定攻角范围内,叶片前缘点附近的周期性吹吸气激励能有效控制混乱的非定常分离流.详细研究了非定常激励频率、幅值、位置对流场的影响.满足一定条件的非定常激励能够使流动由无序变为有序,... 二维扩压叶栅非定常黏性数值模拟结果表明,在一定攻角范围内,叶片前缘点附近的周期性吹吸气激励能有效控制混乱的非定常分离流.详细研究了非定常激励频率、幅值、位置对流场的影响.满足一定条件的非定常激励能够使流动由无序变为有序,时均气动性能提高. 展开更多
关键词 非定常 压气机 二维扩压叶栅 周期性吹吸气 旋涡脱落 非定常分离流 航空发动机 控制
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吸气条件对圆柱非定常分离流影响的数值研究 被引量:10
2
作者 陈南茜 Sun,YG 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 1994年第3期288-294,共7页
本文根据二维可压非定常N-S方程,用基于BeamandWarming及Ste-ger的方法,在圆柱绕流出现周期性分离后,施加吸气条件,研究吸气对于圆柱非定常绕流的影响。计算结果表明,在恰当的区域施加恰当的吸气条件,可... 本文根据二维可压非定常N-S方程,用基于BeamandWarming及Ste-ger的方法,在圆柱绕流出现周期性分离后,施加吸气条件,研究吸气对于圆柱非定常绕流的影响。计算结果表明,在恰当的区域施加恰当的吸气条件,可以希望通过减小压差阻力来减小总阻力,吸气还有抑制尾迹中非对称流动的作用,从而使圆柱所受的垂直于来流方向的升力的变化幅度减小,变化频率减小。但是吸气会增加摩擦阻力,过份的吸气会导致摩阻增长太多,从而使得圆柱的总阻力不会减小反而增加。 展开更多
关键词 圆柱绕 非定常分离流 吸气条件
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扩压式叶栅非定常分离流机理研究的频谱分析 被引量:5
3
作者 陈少龙 侯安平 周盛 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期336-342,共7页
二维亚音压气机叶栅非定常分离流中旋涡脱落频率的定性研究,采用数值模拟的方法,通过九种不同工况下流场中多点总压值的快速傅立叶分析,初步提出了区分数值振荡和真实物理振荡的判据,同时得到了这九种工况下非定常分离流中旋涡脱落频率... 二维亚音压气机叶栅非定常分离流中旋涡脱落频率的定性研究,采用数值模拟的方法,通过九种不同工况下流场中多点总压值的快速傅立叶分析,初步提出了区分数值振荡和真实物理振荡的判据,同时得到了这九种工况下非定常分离流中旋涡脱落频率的数值模拟结果。证实在非设计工况下,二维亚音压气机叶栅叶背区出现了较大尺度的开式非定常分离,分离区自身及分离流影响的尾迹区的主要运动形式可能是周期性的旋涡脱落。 展开更多
关键词 非定常分离流 频谱分析 压气机 扩压式叶栅 飞行器
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轴流压气机非定常分离流动耦合控制实验
4
作者 李志平 李秋实 +2 位作者 袁巍 陆亚钧 吴玉林 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期1071-1078,共8页
在一台单级低速轴流压气机试验台上,利用外部声激励,研究控制非定常流动分离的途径.重点考察了激励频率与压气机流场内典型的非定常特征频率的耦合关系以及激励强度、激励信号波形对轴流压气机非定常分离流动控制的影响.实验结果表明:... 在一台单级低速轴流压气机试验台上,利用外部声激励,研究控制非定常流动分离的途径.重点考察了激励频率与压气机流场内典型的非定常特征频率的耦合关系以及激励强度、激励信号波形对轴流压气机非定常分离流动控制的影响.实验结果表明:激励频率和激励强度是分离流动控制中较为重要的两个参数,而激励信号波形的变化对分离流动控制也会产生一定影响(相对激励频率、幅值而言较弱).当激励频率为最优频率且幅值达到某一阈值之后,非定常流动分离能够得到有效推迟或抑制,压气机时均气动性能也会大幅度提升,其总压升特性相对值可提高约3.3%. 展开更多
关键词 动控制 压气机 非定常分离流
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关于轴流压气机的非定常两代流型 被引量:15
5
作者 周盛 侯安平 +2 位作者 弓志强 陆亚钧 葛劲东 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期1-7,共7页
针对作者提出的轴流压气机非定常两代流型———非定常自然流型(UNFT)和非定常耦合流型(UCFT)———概念,本文进行了数值模拟和试验两个方面的验证。从数值模拟结果来看,实现非定常耦合流型后,对应非定常流场的时空结构将由无序状态向... 针对作者提出的轴流压气机非定常两代流型———非定常自然流型(UNFT)和非定常耦合流型(UCFT)———概念,本文进行了数值模拟和试验两个方面的验证。从数值模拟结果来看,实现非定常耦合流型后,对应非定常流场的时空结构将由无序状态向有序状态转化,流场的时均性能也能得到较大提高。环形叶栅声激励和PIV测量的实验结果亦证实了这一结论。 展开更多
关键词 非定常分离流 非定常自然 非定常耦合 压气机
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动失速型非定常分离涡结构的控制
6
作者 李京伯 张庆利 《实验力学》 CSCD 北大核心 1998年第1期20-27,共8页
本文对动失速型非定常分离涡结构的控制方法,在低速风洞中应用相平均测压技术进行了实验研究。在二元平板模型中部安装一作俯仰振荡的扰流板产生动失速型分离涡,在其上游安装另一用作控制的小扰流板。实验结果表明,应用前置的振荡小... 本文对动失速型非定常分离涡结构的控制方法,在低速风洞中应用相平均测压技术进行了实验研究。在二元平板模型中部安装一作俯仰振荡的扰流板产生动失速型分离涡,在其上游安装另一用作控制的小扰流板。实验结果表明,应用前置的振荡小扰流板可影响并改变动失速分离涡的强度和对流特性。在最有利的控制相位下,涡吸力峰可降低48%,涡对流时间可以推迟0.19周期。对于间歇式振荡扰流板,采用相位提前控制方式比相位滞后控制方式更有效。 展开更多
关键词 动失速 控制 非定常分离流 机翼理论
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轴流压气机转子三维非定常流场旋涡流动分析 被引量:2
7
作者 季珩 侯安平 +1 位作者 熊劲松 周盛 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期374-380,共7页
通过数值模拟,对一个低压压气机转子的非定常流场进行结构分析和频谱分析。通过对于流场时均图和等熵动画图的分析,捕捉到了流场的流动特性和流场中旋涡的存在范围,探索了叶片前缘和尾缘的脱落旋涡以及角涡之间的相互作用,相互影响以及... 通过数值模拟,对一个低压压气机转子的非定常流场进行结构分析和频谱分析。通过对于流场时均图和等熵动画图的分析,捕捉到了流场的流动特性和流场中旋涡的存在范围,探索了叶片前缘和尾缘的脱落旋涡以及角涡之间的相互作用,相互影响以及这几种旋涡随时间空间变化的运动规律。对于有脱落现象的旋涡,利用动态演示图估测和频谱分析的方法判定其涡脱落频率,得到了尾缘脱落旋涡和角涡的两种脱落频率。本文的工作为今后采取主动、被动控制,改进压气机的性能提供参考依据。 展开更多
关键词 航空 航天推进系统 非定常分离流 结构分析 频谱分析
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环形叶栅内利用非定常激励减少分离区损失的研究 被引量:2
8
作者 邱亚希 葛敬东 +1 位作者 周海 陆亚钧 《流体力学实验与测量》 CSCD 北大核心 2003年第1期18-23,共6页
阐述了在环形扩压叶栅内利用非定常激励减少分离区损失的实验研究成果。在测得各个工况下环形叶栅的分离旋涡频谱特性的基础上,采用施加声激励的实验手段,系统研究了扩压环形叶栅内流动与非定常扰动之间相互作用的机理,证实了一定条件... 阐述了在环形扩压叶栅内利用非定常激励减少分离区损失的实验研究成果。在测得各个工况下环形叶栅的分离旋涡频谱特性的基础上,采用施加声激励的实验手段,系统研究了扩压环形叶栅内流动与非定常扰动之间相互作用的机理,证实了一定条件下的非定常扰动能促使叶栅分离区的减小,从而降低总压损失,达到提高气动性能的目的。分别从激励频率和强度的角度出发,探索了影响激励效果的途径。 展开更多
关键词 环形叶栅 非定常激励 脱落频率 非定常分离流 总压损失 压气机
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轴流压气机气动扩稳一类新措施的实验探索 被引量:5
9
作者 李志平 李秋实 +2 位作者 袁巍 陆亚钧 蒋华兵 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期485-491,共7页
采用外部绕流激励的方法研究非定常绕流对压气机气动稳定性的影响规律,并在此基础上探索了该措施的工程应用前景。通过模型实验验证了利用压气机内叶排间绕流的非定常耦合作用,优化匹配其周向气动布局方案,可有效的提升压气机稳定工作裕... 采用外部绕流激励的方法研究非定常绕流对压气机气动稳定性的影响规律,并在此基础上探索了该措施的工程应用前景。通过模型实验验证了利用压气机内叶排间绕流的非定常耦合作用,优化匹配其周向气动布局方案,可有效的提升压气机稳定工作裕度,并改善其气动稳定性。结果表明:当绕流撞击强度达到某一阈值,并且当非定常绕流频率与非定常旋涡脱落特征频率发生耦合时,可较大幅度的提高压气机稳定工作裕度,其相对值可提高约22.1%。这一结论在压气机不同的折合转速工作状态下仍然得到了验证。 展开更多
关键词 航空 航天推进系统 压气机 旋转失速 非定常分离流 声激励 撞击效应
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前体涡发生器对轴对称高超声速进气道激波振荡流动的影响实验 被引量:3
10
作者 高文智 李祝飞 +1 位作者 曾亿山 杨基明 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期209-220,共12页
激波振荡是高超声速进气道不起动过程中常见的流动现象,会显著降低进气道气流捕获与压缩效率、产生剧烈的非定常气动力载荷而危害飞行器安全.从激波振荡的控制出发,实验研究了前体转捩带位置的涡发生器对轴对称高超声速进气道激波振荡... 激波振荡是高超声速进气道不起动过程中常见的流动现象,会显著降低进气道气流捕获与压缩效率、产生剧烈的非定常气动力载荷而危害飞行器安全.从激波振荡的控制出发,实验研究了前体转捩带位置的涡发生器对轴对称高超声速进气道激波振荡流动的影响.分别在起动和激波振荡两种进气道流态下,选择无、0.5 mm与1 mm高度涡发生器工况进行对比研究.并采用高速纹影与壁面动态测压同步记录非定常流动特征.结果表明,1 mm高度内的涡发生器对起动状态的进气道主流流场结构、壁面压强分布影响不显著.但对于激波振荡流动,涡发生器会明显缩小外压缩面分离区运动范围,缩短振荡周期,提升振荡周期内壁面压强的时均值.涡发生器的影响程度随其高度的增大而增强,其中振荡周期从无涡发生器的4 ms缩短到1 mm高度涡发生器的3.13 ms.此外,0.5 mm高度涡发生器会使得进气道内部测点的压强振荡幅值整体下降,相比无涡发生器工况的下降幅度可达23%.流场结构与壁面压强信号的分析表明,涡流发生器主要通过其产生的流向涡影响激波振荡流动,包含流向涡对下游边界层的扰动以及流向涡与分离区的相互干扰. 展开更多
关键词 激波振荡 高超声速进气道 涡发生器 非定常分离流 激波风洞
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机翼大攻角下失速颤振的气动弹性研究 被引量:8
11
作者 金琰 袁新 申炳録 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期573-575,共3页
本文采用流固耦合的数值方法研究了机翼在0°~50°攻角下的颤振。计算结果表明,随着来流攻角α0的增大,机翼的固有频率对颤振的影响越来越大,颤振由线性的强迫振动逐渐发展成为非线性的自激振动,而当α0增加到一定程度以后,大... 本文采用流固耦合的数值方法研究了机翼在0°~50°攻角下的颤振。计算结果表明,随着来流攻角α0的增大,机翼的固有频率对颤振的影响越来越大,颤振由线性的强迫振动逐渐发展成为非线性的自激振动,而当α0增加到一定程度以后,大尺度分离流交替地从机翼头部和尾部产生,机翼和流场会发生共振,引起机翼的失速颤振。 展开更多
关键词 机翼 大攻角 气动弹性 失速颤振 固耦合 数值模拟 非定常分离流
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压气机内有效滞止压力概念及其应用探索 被引量:2
12
作者 侯安平 阙晓斌 +1 位作者 熊劲松 周盛 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期1689-1694,共6页
提出了有效滞止压力的概念来综合考虑流体微团速率与方向对其做功能力的影响,并结合风扇/压气机内部流动的设计要求,从工程应用层面给出了有效滞止压力和压差系数的定义.初步结果表明,有效滞止压力的应用可以更好地反映流动方向对叶轮... 提出了有效滞止压力的概念来综合考虑流体微团速率与方向对其做功能力的影响,并结合风扇/压气机内部流动的设计要求,从工程应用层面给出了有效滞止压力和压差系数的定义.初步结果表明,有效滞止压力的应用可以更好地反映流动方向对叶轮机非定常流场的影响,并使得流场性能参数对流场质量的变化更敏感,对于合理分析非定常流场是有益的. 展开更多
关键词 非定常分离流 滞止压力 风扇/压气机
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基于几何变形翼型的流动分离控制
13
作者 侯粉 徐敏 陈志敏 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2009年第5期228-233,238,共7页
基于连续振动的几何变形法,应用弹簧近似的动网格技术,在雷诺数Re=5×104,迎角α=3°的条件下,对NACA4415翼型进行了流动控制的数值模拟,研究了振动位置、振动频率和振幅对分离流场特性影响的机理,分析了振动特性对翼型升力系... 基于连续振动的几何变形法,应用弹簧近似的动网格技术,在雷诺数Re=5×104,迎角α=3°的条件下,对NACA4415翼型进行了流动控制的数值模拟,研究了振动位置、振动频率和振幅对分离流场特性影响的机理,分析了振动特性对翼型升力系数和阻力系数的影响效应。计算结果表明:1)振动位置越靠近分离点,越有助于减小分离;2)振动频率大于涡脱落的自然频率时,分离流场能达到明显地改善;3)在所研究情况下,振幅为0.00512倍弦长时,翼型获得最大平均升阻比。 展开更多
关键词 动控制 变形翼型 弹簧近似法 低雷诺数 非定常分离流
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升力从何而来 被引量:2
14
作者 刘罗勤 朱金阳 +1 位作者 毛峰 吴介之 《气动研究与试验》 2023年第6期1-19,共19页
本文以Kutta-Joukowski关于升力的环量理论L=ρUΓ为例,探讨翼型获得升力的物理原因。基于无黏势流理论早期的解释(其中环量Γ由经验的Kutta条件决定)和Kelvin定理有矛盾,这个矛盾只能在黏性有旋流框架里得到解决,尽管现在或可从无黏理... 本文以Kutta-Joukowski关于升力的环量理论L=ρUΓ为例,探讨翼型获得升力的物理原因。基于无黏势流理论早期的解释(其中环量Γ由经验的Kutta条件决定)和Kelvin定理有矛盾,这个矛盾只能在黏性有旋流框架里得到解决,尽管现在或可从无黏理论导出Kutta条件。具体的机制是:即使流场内的黏性力小到可以忽略,纵横过程在边界上的黏性耦合也会产生涡量而形成薄边界层,它通过元涡力(Lamb矢量)产生侧力,并在通常情况下和总压梯度相互平衡。但在某些特定的流动条件下,如直匀流绕过有迎角的尖后缘翼型(或旋转圆柱),这两种力的积分在流体内无法互相平衡。这在数学上表现为速度势和流函数有多值性或奇异性,在物理上表现为绕翼型的非零环量和作用在物体上的侧力。在翼型起动时流形成的黏性非定常分离流的演化过程中,这些机制会相继出现,Kutta条件形成的时刻标志着机翼环量和尾流起动涡开始形成。至此,黏性有旋流已能为升力的起源提供完整自洽的解释。 展开更多
关键词 升力的来源 Kutta-Joukowski升力定理 环量 Kutta条件 元涡力(Lamb矢量) 绕翼型的起动 非定常分离流 动拓扑结构 起动涡 Hertz最小曲率原理
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Unsteady Internal Flow Conditions of Mini-Centrifugal Pump with Splitter Blades 被引量:19
15
作者 T. Shigemitsu J. Fukutomi +1 位作者 K. Kaji T. Wada 《Journal of Thermal Science》 SCIE EI CAS CSCD 2013年第1期86-91,共6页
Mini centrifugal pumps having a diameter smaller than lOOmm are employed in many fields. But the design method for the mini centrifugal pump is not established because the internal flow condition for these small-sized... Mini centrifugal pumps having a diameter smaller than lOOmm are employed in many fields. But the design method for the mini centrifugal pump is not established because the internal flow condition for these small-sized fluid machines is not clarified and conventional theory is not suitable for small-sized pumps. Therefore, mini cen- trifugal pumps with simple structure were investigated by this research. Splitter blades were adopted in this re- search to improve the performance and the internal flow condition of mini centrifugal pump which had large blade outlet angle. The original impeller without the splitter blades and the impeller with the splitter blades were prepared for experiment. The performance tests are conducted with these rotors in order to investigate the effect of the splitter blades on performance and internal flow condition of mini centrifugal pump. On the other hand, a three dimensional unsteady numerical flow analysis was conducted to investigate the change of the internal flow according to the rotor rotation. It is clarified from the experimental results that the performance of the mini cen- trifugal pump is improved by the splitter blades. The blade-to-blade low velocity region was suppressed in the case with the splitter blades. In addition to that, the unsteady flows near the volute casing tongue were suppressed due to the splitter blades. In the present paper, the performance of the mini centrifugal pump is shown and the un- steady flow condition is clarified with the results of the numerical flow analysis. Furthermore, the effects of the splitter blades on the performance and the unsteady internal flow condition are investigated. 展开更多
关键词 Mini-centrifugal pump Unsteady flow condition PERFORMANCE Splitter blades
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Flow Control Effect on Unsteadiness of Shock Wave Induced Separation 被引量:1
16
作者 Piotr Doerffer Janusz Telega 《Journal of Thermal Science》 SCIE EI CAS CSCD 2013年第6期511-516,共6页
In usual cases of significant pressure gradients and strong shocks, the front shock takes a fixed location along the wall, at which separation starts. Usually the rear shock is responding to vortex sheding by its defl... In usual cases of significant pressure gradients and strong shocks, the front shock takes a fixed location along the wall, at which separation starts. Usually the rear shock is responding to vortex sheding by its deflection angle. In consequence main shock and rear shocks are moving whilst front shock is stable. The goal of the measurements presented here is to find out how the k-foot behaves during shock oscillations in the case when front shock is not fixed by the pressure gradient. Unsteady shock behaviour is also investigated when air jet vortex generators (AJVG) are used. Counteraction of the separation is directly related to the influence on unsteady processes in the shock wave induced separation. 展开更多
关键词 shock wave boundary layer interaction unsteady effects SEPARATION
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Unsteady separation of jet branch by cutout of rotating Pelton bucket
17
作者 KUBOTA Takashi 《Science China(Technological Sciences)》 SCIE EI CAS 2011年第2期302-310,共9页
As a part of boundaries for a free curved surface of a Pelton bucket,the cutout is indispensable to secure the smooth entrance of the unsteady inflow of water jet into the rotating bucket.The cutout of the rotating bu... As a part of boundaries for a free curved surface of a Pelton bucket,the cutout is indispensable to secure the smooth entrance of the unsteady inflow of water jet into the rotating bucket.The cutout of the rotating bucket unsteadily separates a free jet into two branches in both space and time:the impinging branch landing on the relevant bucket surface,and the flow-off branch separated by the cutout toward the preceding bucket.In order to investigate the unsteady jet separation by the cutout three-dimensionally,a semicircular free jet was discretized into 641 nodes of boundary-fitted grids.The position P of impinging jet branch landing on the bucket surface was acquired with the relative velocity W and the water depth D at each node.The trailing edge surface of the flow-off jet branch was simultaneously computed unsteadily.The complicate unsteady interaction of the bucket cutout with the branched free jets was clarified visually with the 3D view of illustrations in order to research the unsteady hydraulic performance of Pelton turbines in space and time. 展开更多
关键词 CUTOUT rotating bucket jet branch trailing edge surface of jet unsteady in space and time
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