高桥墩风洞试验模型的设计及制作

】根据试验模型的相似理论，推导了高桥墩气动弹性模型所需要的各项相似参数；依据这些参数对模型材料的要求，选取一种复合材料，并经过多次前期试验找到其配合比，文中还对这种模型的制作技术给予了详尽的阐述。

低速风洞试验模型轻量化设计

风洞试验模型的设计和制造直接关系到风洞试验数据的准确性,对飞行器研制的周期和成本具有重要的影响。对低速风洞试验模型进行轻量化设计是获得可靠风洞试验数据和降低风洞试验成本的关键环节。采用复合材料蒙皮加框梁及增材制造结构,以某民机模型为研究对象,开展整体化、轻量化设计,应用有限元分析软件对设计结果进行强度校核和振动分析。结果表明,通过优化设计,与传统金属模型相比,模型设计重量降低50%以上;机翼采用复合材料蒙皮和复合材料加强筋结构,其强度可满足设计要求;对异形零件进行面向增材制造的轻量化设计,与基于复合材料制造的设计相比,可减重20%,制造周期缩短50%以上;模型轻量化设计后可提高模型-支撑系统固有频率。

全机颤振风洞试验模型地面共振试验影响因素分析

为了排除地面共振试验过程中一些附加因素的影响,提高试验结果的准确性,通过建立数值仿真模型,分析了模型悬挂、传感器、激振杆等因素对地面共振试验结果的影响。结果表明:悬挂刚度越大,对模型固有振动特性的影响越显著;传感器附加质量主要影响舵面旋转频率,传感器布置越多,实测频率越低;激振杆在某些模态测试时会产生附加刚度的影响,从而提高实测频率。

飞机风洞试验模型发动机外舱加工

分析了飞机风洞试验模型发动机外舱的加工难点和目前采用的解决方案,介绍了一种飞机风洞试验模型发动机外舱的加工工艺方法,以及应用Pro/E软件的数控编程功能,结合自制刀具,加工其内腔的方法。这一加工工艺和内腔加工方法已成功应用于新一代支线飞机全机高速气动布局选型风洞试验模型发动机外舱的加工。

梯形翼风洞试验模型数值模拟技术

基于雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程和结构网格技术,采用二阶空间离散精度的MUSCL格式,并结合k-ω剪切应力输运(SST)两方程湍流模型和γ-Reθ转捩模型,研究了梯形翼风洞试验模型中前缘缝翼、后缘襟翼连接装置对气动特性的影响。简要介绍了本文采用的计算方法;介绍了梯形翼的风洞试验模型及风洞试验结果;在网格收敛性研究的基础上,采用"全湍流"方式和转捩模型研究了梯形翼试验模型连接装置对气动特性的影响。通过与不带连接装置的计算结果的对比,采用"全湍流"模拟方式,计算模型中考虑试验模型的连接装置引起升力系数下降、阻力系数下降、低头力矩减小以及失速迎角提前;通过与试验数据的对比,进一步考虑转捩影响可以提高梯形翼风洞试验模型气动特性的计算结果与试验结果的吻合程度,梯形翼风洞试验模型失速迎角附近的气动特性数值模拟技术还需要进一步的研究。

外并联式TBCC进气道模态转换风洞试验及模型典型影响因素分析

开展了外并联式TBCC进气道典型模态转换条件下的气动特性风洞试验研究,获得了其主要气动性能参数,并验证了所采用的CFD方法的基本可靠性。以CFD为主要手段,针对该TBCC进气道模型开展了侧板缝隙、前缘钝化以及内型面迎风台阶3方面加工偏差对进气道气动性能影响的研究。结果显示:分流板与侧板之间的缝隙导致了高、低速通道之间的窜流,在缝隙为0.5mm时,高速通道总压恢复系数增加量可达2.13%,同时流量系数增加2.27%,这对进气道气动性能的评估产生了影响,模型侧板缝隙应小于0.5mm;在一般加工精度(0.3mm)下,前缘钝化半径对进气道气动性能的影响较小,进气道性能参数基本保持不变;在一般装配精度(0.5mm)下,内型面迎风台阶对进气道流量系数基本无影响,进气道总压恢复系数的减小量小于0.44%,能够满足进气道气动性能的评估要求。

柔性变弯度后缘机翼的风洞试验模型优化设计

本文通过优化的方式设计了一种具有较高变形精度的适用于变体飞行器的柔性后缘变弯度装置。该装置通过结构的弹性变形传递力和运动,包括驱动器、一体成型的蒙皮与梁结构组成。在给定的结构拓扑形状下,为了寻找到最优的驱动、结构参数,本文系统化地提出了柔性变弯度后缘的设计框架。该设计框架包括了变弯度机翼外形参数化方法、变弯度气动外形的优化设计方法和结构参数优化方法,求解结构变形时考虑了几何非线性大变形,采用最小平方误差和考虑空间顺序的Fréchet距离来衡量后缘真实变形与目标变形之间的相似性。对比研究表明,最小误差距离不能捕捉到局部的噪声,而Fréchet距离可以很好地控制最大的变形误差,所需迭代次数较少,并能获得整体变形精度较高的结果。数值仿真验证了所提出的优化方法的有效性。本文对多种具有不同拓扑的初始结构进行参数优化,最大能提高91%变形精度。最后,利用增材制造技术实现了柔性变弯度后缘翼段,该部件具备下偏22.5°,上偏7.5°的变形能力。

车桥系统气动特性的节段模型风洞试验研究

侧向风作用下的车桥耦合振动分析需要考虑相互气动影响的车辆和桥梁各自的气动参数。为考虑车辆和桥梁的相互气动影响,在常规桥梁节段模型三分力测试装置的基础上研制了一种三分力分离装置———交叉滑槽系统。该系统利用环形滑槽和直线滑槽交叉点位置的变化来调整车辆和桥梁间的相对几何关系,并能实现车桥系统的同轴转动,从而方便地进行不同攻角情况下气动力的测试。利用交叉滑槽系统通过节段模型风洞试验对车桥系统的气动特性进行了多工况对比研究,讨论了车桥系统的雷诺数效应,分析了车桥间的相互气动作用,比较了车辆在桥上位置的影响。试验结果表明,基于交叉滑槽系统的节段模型风洞试验测试是可行的;车桥间的相互气动作用对车辆和桥梁的气动力有较明显的影响。

新概念汽车模型风洞试验研究

用模型风洞对新概念车在不同横摆角下纵对称面上压力系数、整车气动力和气动力矩的变化以及纵对称面尾部流态分布进行了试验研究。通过和同等试验条件下典型汽车的气动性能对比,由于新概念车良好的外部流线,其气动性能明显优于典型汽车。

基于增材制造的风洞试验模型轻量化设计与分析

在分析风洞试验被测对象风洞模型特点基础上,提出了适合风洞模型不同部件快速设计与试制的金属增材制造方法,并进行了轻量化设计制造验证与分析。结果表明,该方法不但可以高效完成部件轻量化试制,而且结合数控精加工工序,增材制造部件尺寸精度完全能够满足国军标使用要求,缩短风洞模型部件加工周期,降低成本等。

飞机风洞试验模型带动力短舱加工工艺分析及优化

本文就飞机风洞试验模型带动力短舱的加工工艺进行分析并提出改进措施,达到提高加工工艺水平、改善产品合格率、提升加工效率的目的,可在工业生产中推广使用。

低速风洞试验模型轻量化快速制造技术

介绍了某飞机模型后机身和滑轨整流罩零部件制造过程,并与机加零件进行经济性对比分析。风洞试验模型桶段类后机身部件采用轻量化树脂泥模具及VARI工艺制造方法,重量减轻58%,周期缩短16%,成本增加20%。滑轨整流罩等异形零件采用选区熔化增材制造方式,与机加滑轨整流罩相比减重86%,研制周期和成本略有增加;与复材滑轨整流罩相比减重48%,制造周期缩短42%,成本降低28%。

西陵长江大桥模型风洞试验研究

介绍了西陵长江大桥进行的模型风洞试验的主要情况。

飞行器风洞试验标模体系研究初探

风洞试验标模是一种评估风洞试验准度和验证CFD算法的通用校准模型。本文归纳分析了北大西洋公约组织AGARD系列、法国ONERAM系列为代表的国外风洞试验标模发展情况,阐述了我国DBM、GBM、HSCM风洞标模系列的发展现状,探讨了建立和完善风洞试验标模体系的一些问题,意在为国内风洞和试验技术发展提供参考。

广西邕江组合吊桥节段模型风洞试验

本文以广西邕江组合吊桥实桥为对象,阐述了组合吊桥的动力特性试验、节段模型设计与制作、模型地面调试和风洞试验的方法、三维颤振分析的基本理论,分析了风洞试验的结果,并提出了该桥型的抗风措施。

大跨越输电塔线体系风振控制风洞试验

以建设中的500 kV江阴大跨越输电塔为工程背景,通过气弹模型风洞试验,对大跨越输电塔线体系风振控制进行了研究。设计了悬挂水箱质量摆、阻尼棒质量摆及二者组合控制等3种控制方案,进行了塔线体系有无控制装置的动力特性测试和紊流场多种风速下风振响应试验。通过模型的阻尼比和风振响应方差分析,验证了振动控制的有效性,为实际工程风振控制设计提供了依据。

李仙江特大桥主梁抗风性能试验及优化研究

李仙江特大桥主桥为(62.4+127.6+420+127.6+62.4)m双塔五跨平行索面钢混组合梁斜拉桥,半漂浮体系,塔高最高达250m,主梁采用双边工字型开口组合梁截面。通过1:50主梁节段模型风洞测振、测力试验对成桥状态主梁的涡振、颤振及驰振稳定性加以检验及优化,并测试得到主梁的静风三分力系数供后续设计使用。结果表明:原始主梁设计断面在+3°风攻角下出现的明显的竖向涡激共振现象,通过采取增设风嘴等气动措施后,主梁断面的涡振、颤振以及驰振稳定性经检验均满足规范要求。研究成果可为同等规模桥梁类似主梁断面的气动措施选择提供参考。

桥面粗糙度对桥梁节段模型涡振试验结果的影响

目的研究桥面粗糙度对大跨度桥梁节段模型涡振试验结果的影响,从而为涡振试验参数模拟提供依据.方法采用节段模型风洞试验,研究不同桥面粗糙度下的涡振性能,并分析不同桥面粗糙度对随风速变化的涡振振幅的影响.结果当实桥桥面粗糙度由0 mm增加到16.5 mm时,开口断面主梁的竖弯和扭转涡振振幅在某度风攻角下分别降低了35.8%和24.8%,闭口断面主梁的扭转涡振振幅在某度风攻角下降低了43.0%,竖弯涡振现象则消失.结论桥面粗糙度是影响主梁节段模型涡振试验结果的重要因素,精确地模拟桥面粗糙度是保证主梁节段模型涡振试验结果高精度不可忽视的因素,模型桥面粗糙度模拟得越低,涡振试验结果偏差越大.

线状多体系统定常气动力节段模型风洞测试

在风—车—桥耦合振动分析及具有独立式双层桥面的大跨桥梁风致振动分析中常需得到考虑相互气动影响的各构件的三分力系数。为进行线状多体系统定常气动力测试,在常规桥梁节段模型三分力测试装置的基础上研制了一种三分力分离装置———交叉滑槽系统。该系统利用环形滑槽和直线滑槽交叉点位置的变化来调整各测试构件间的相对几何关系,并能实现多构件的同轴转动,从而方便地进行不同迎角情况下的气动力的测试。最后,利用交叉滑槽系统对一具有双层桥面的钢管混凝土系杆拱桥在其上有车及无车情况下各构件的定常气动力进行了测试,试验结果表明:车辆的存在对上、下桥面的气动力有较明显的影响。

桥梁涡激共振试验节段模型质量系统模拟与振幅修正方法

节段模型风洞试验是研究涡激共振风速锁定范围和最大振动幅值的一种重要手段。基于一个具有自激特性的经验线性涡激力模型,从涡激共振微分方程出发,推导了涡激共振试验节段模型质量系统模拟公式,并建立了相应的模型与实桥之间涡激共振幅值的换算关系,给出了涡激共振幅值的振型修正系数和阻尼修正系数公式。由此,通过合理的质量系统模拟和响应幅值换算,可在二维的涡激共振节段模型试验中考虑实桥的结构和振动的三维特性的影响。