尾喷流对飞机升力特性影响的研究与估算

本文对飞机低速飞行时尾部喷流对飞机机身的影响进行了定性讨论和研究 ,阐明了发动机尾喷流对飞机水平尾翼的影响。在大量实验数据基础上给出了供飞机设计者在飞机初步设计阶段使用的升力特性工程估算公式和曲线。

基于控制理论方法的翼型最大升力优化设计

使用控制理论方法建立了对翼型最大升力优化设计的模型.并且在给定约束力矩系数和约束翼型面积条件下对GAW-1低速高升力翼型进行了最大升力状态实例优化设计,验证了使用粘性伴随方法建立的以翼型最大升力为目标的多约束优化模型的有效性。

下行床内Kutta-Joukowski横向力与颗粒浓度径向分布

将空气动力学的理论和场论用于分析、量化气固下行床内颗粒浓度不均匀分布。通过理论分析,结合文献中所给出实验数据,获得了下行床内Kutta-Joukowski横向力的表达式FK-J=-ρg(νp-νg)(əp/ər)r,并给出了Kutta-Joukowski横向力在下行床内的分布;分析了操作条件对Kutta-Joukowski横向力分布特性的影响。结果表明,局部Kutta-Joukowski横向力是下行床内颗粒浓度沿径向分布不均匀的主要原因,其作用方向由低密度区指向高密度区。根据分析结果,给出了下行床内FK-J的经验关联式。

特种减摇装置的升力模型优化

减摇鳍是一种特种减摇装置,它在船舶减摇装置中占有重要地位,本文首先对低航速减摇鳍在水中运动所受的作用力进行分析。其次,利用计算流体力学仿真软件Fluent对减摇鳍在低航速状况下进行仿真分析,并利用Matlab拟合出低航速减摇鳍的动态升力模型。最后,对拟合出的动态升力公式进行验证。结果分析表明:拟合出的动态升力公式可以很好的反应减摇鳍在低航速海况下进行主动拍击过程所产生的升力,可以为舰船在低航速海况下设计减摇控制系统提供一定的参考。

基于流体力学对飞机升力产生原因的分析

基于流体力学,从逻辑分析的角度说明了现有的长距理论、漂石理论、文丘里效应理论对于飞机获得升力原因的解释所存在的问题,介绍了流体力学的库塔—儒可夫斯基公式并进行了推导,从该公式出发,结合库塔条件从流体力学的角度解释了飞机升力产生的原因。

基于StruCAD* 3D的直立套装自升井架计算分析

利用StruCAD3D结构计算软件,对某油田JJ225/43-K直立套装自升式井架进行模拟工况计算分析,在不同组合工况下,对井架主要受力部位单元UC值和井架底座4个铰接点支反力进行列表,校核井架单元综合强度和销轴强度,井架单元UC值可以直接获取,不需要根据美国钢结构规范公式手工校核验证单元综合强度,减小了误差,提高了工作效率,为井架优化设计和销轴强度设计提供了理论依据。

减摇鳍设计的流体动力计算

本文利用流体不变论及湍流基本定理,导出了减摇鳍的升力阻力及力矩计算公式。经与实验结果比较,其计算精度令人满意。

关于受拉伸紧螺栓联接计算公式的建议

在机械零件教材中,处理只受预紧力或同时受预紧力和工作拉力的紧螺栓联接,在最后求螺栓螺纹部分的强度时,历来都是将螺栓所受的预紧力或总拉力加大30%后按纯拉伸计算,以考虑螺纹力矩的影响。实际上,不需加大30%,只需加大22%就够了。下面举一个只受预紧力拉伸的紧螺栓联接的实例来说明这一问题。

定常升阻力:基础理论的主流演化

本文专注于飞行器定常绕流升阻力的关键物理机理和精确理论。自古以来,人类对飞得更高、更快、更远的梦想和追求从未停止。从20世纪初莱特兄弟实现载人动力飞行和Kutta-Joukowski升力公式问世开始,空气动力学理论经历了一个多世纪的曲折探索,从无黏到有黏、从定常到非定常、从不可压到可压缩、从近似到精确,已经发展出众多关于升力和阻力的理论,在实践中得到了多方面的充分检验,为航空航天、流体机械、风工程等众多应用领域提供了不可或缺的基础保证。

升力从何而来

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。

十分钟让你读懂“飞行原理”

飞行，一直是人类的梦想。我国民间就流传着许许多多的美丽动人飞天神话，如萧史乘龙、弄玉跨凤、嫦娥奔月等等，无不体现人们对飞行的向往与追求。在实践飞行梦想的历程里，有无数的实践者付出沉重的代价甚至自己的生命，但都没有挡住追寻飞行的脚步。英、法、美以及前苏联等曾经的以及现在的航空大国，无一不重视航空知识的科普。中国现在是国际飞行舞台的大国，我们有良好的航空科技和氛围，大学生活中又有《大学科普》这样的好平台，航空科普自然是必不可少的内容，这也是国防人才储备的重要途径。像前苏联和美国这样的航空大国，他们利用航模运动储备航空人才，前苏联政府提出一个著名的口号——“从航模到滑翔，从滑翔到飞行”。所以，美苏航空人才济济，甚至连民间飞机设计师都层出不穷。说说这些，并非崇洋媚外，而是承认差距，努力奋起。故，航空科普，从点滴开始。《大学科普》，感谢有这块平台。

提升管内颗粒浓度梯度力的特性

由于Kutta-Joukowski横向力与浓度梯度力的共同作用,提升管内颗粒沿径向在边壁大量聚集并形成稳定的环-核结构。根据实验数据,分析了颗粒浓度梯度的径向分布特征,考察了不同操作条件下浓度梯度力系数K的分布特性。由Kutta-Joukowski横向力与浓度梯度的关系,提出了浓度梯度力的表达式Fρ=K(dρ/dr)A及浓度梯度力系数K的表达式K=[-ρg(νg-νp)(эv/эr)r]/[dρ/dr+(d^2ρ/dr^2)r]。提升管内颗粒群受到的浓度梯度力与浓度梯度力系数K有关。浓度梯度力系数K在提升管中心处为0,沿提升管径向呈"N"型分布,随表观气速增加而增加;提升管内充分发展段K的数值明显大于提升管加速区和出口约束区,总结了浓度梯度力系数K的经验关联式。

风沙运动中MAGNUS效应的数值研究

：在风沙运动中，跃移沙粒一般都会伴随高速旋转，同时引起一种升力效应，即Magnus效应。采用数值模拟的方法计算了0．1〈Re〈400，转速ω为100～1000rev·s^-1范围时均匀来流中单个球形沙粒受到的Magnus力，并与Rubinow和Keller推导的Magnus力公式进行了比较。计算结果表明，在0．1〈Re〈200范围内，升力和沙粒的旋转速度成正比，随雷诺数的增大而减小。同时，Magnus效应和固定沙粒在均匀来流中的流动结构也有关系，即计算结果和Magnus力公式的升力系数比K在沙粒流动是附体的时随Re数增加逐渐减小，在Re=20～30时达到最小值，然后在沙粒流动是对称分离的时K随着Re数增加逐渐增大。当雷诺数继续增大到超过200时，沙粒本身流动状态非对称所引起的升力超过Magnus效应产生的升力，但Magnus效应的作用也不可以忽略。根据计算结果，对Magnus力公式进行了修正。另外，还发现流场速度梯度与Magnus效应并没有耦合作用，速度梯度对升力的影响可以和Magnus效应线性叠加。