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基于Pareto遗传算法的风力机翼型多点优化设计 被引量:8
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作者 王龙 宋文萍 许建华 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1685-1689,共5页
以CST方法参数化翼型,利用XFOIL软件计算翼型的气动性能参数,采用基于非支配排序的NSGA-II遗传算法进行翼型的多点优化设计,研究变风速、变风向情况下风力机翼型高升阻比的设计问题。变风速情况下的多点优化设计表明风力机翼型的转捩性... 以CST方法参数化翼型,利用XFOIL软件计算翼型的气动性能参数,采用基于非支配排序的NSGA-II遗传算法进行翼型的多点优化设计,研究变风速、变风向情况下风力机翼型高升阻比的设计问题。变风速情况下的多点优化设计表明风力机翼型的转捩性质对于性能有重要影响;变风向情况下的多点优化设计表明,将设计迎角取在失速迎角附近,可提高失速迎角,改善风力机翼型性能。 展开更多
关键词 风力机翼型 遗传算法 多点优化 CST 变风速 变风向
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翼型绕流的LBM大涡模拟研究 被引量:4
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作者 王龙 宋文萍 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期448-452,共5页
文章针对微型飞行器不可压、低雷诺数、非定常的运动特点,应用格子玻尔兹曼大涡模拟(LBM-LES)方法,对NACA0012翼型在0°攻角,雷诺数为1×105情况下,计算了升阻特性。采用格子玻尔兹曼边界插值方法处理曲线边界和动量交换方法计... 文章针对微型飞行器不可压、低雷诺数、非定常的运动特点,应用格子玻尔兹曼大涡模拟(LBM-LES)方法,对NACA0012翼型在0°攻角,雷诺数为1×105情况下,计算了升阻特性。采用格子玻尔兹曼边界插值方法处理曲线边界和动量交换方法计算升力、阻力。计算结果表明,该方法可以预测翼型非定常的升力、阻力变化以及低雷诺数涡脱落现象,因而,该方法对于微型飞行器流场计算是一种可用的计算手段。 展开更多
关键词 计算流体力学 翼型 MAV 格子玻尔兹曼 大涡模拟
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翼型超低雷诺数气动特性研究 被引量:3
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作者 王龙 宋文萍 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期165-170,共6页
采用多块格子玻尔兹曼方法(Lattice Boltzmann Method,LBM)研究超低雷诺数下翼型的气动特性。在超低雷诺数下,由于粘性作用十分显著,流动呈现明显的非定常特性,引起前后缘层流分离与再附以及涡脱落现象。结果表明粘性作用改变了翼型的... 采用多块格子玻尔兹曼方法(Lattice Boltzmann Method,LBM)研究超低雷诺数下翼型的气动特性。在超低雷诺数下,由于粘性作用十分显著,流动呈现明显的非定常特性,引起前后缘层流分离与再附以及涡脱落现象。结果表明粘性作用改变了翼型的有效攻角与有效弯度,对翼型的气动性能有重要影响。翼型厚度增加明显降低了升阻比,翼型几何弯度的增加可以补偿粘性作用引起的有效弯度的减小,雷诺数的减小会减小翼型的升阻比。 展开更多
关键词 翼型 雷诺数 计算流体力学 超低雷诺数 多块格子玻尔兹曼方法 气动性能
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不同迎角下前体涡流动的等离子体控制特性 被引量:3
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作者 孟宣市 李华星 +2 位作者 唐花蕊 罗时钧 刘锋 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期402-406,共5页
应用一对单介质阻挡放电等离子体激励器对20°顶角圆锥-圆柱组合体圆锥段分离涡流场进行了主动控制研究。实验在3.0 m×1.6 m低速风洞中进行,迎角35°~70°,基于圆锥段底面直径的雷诺数为5.0×104。实验结果包括7... 应用一对单介质阻挡放电等离子体激励器对20°顶角圆锥-圆柱组合体圆锥段分离涡流场进行了主动控制研究。实验在3.0 m×1.6 m低速风洞中进行,迎角35°~70°,基于圆锥段底面直径的雷诺数为5.0×104。实验结果包括7个测量截面周向压力分布、由周向压力分布推断得到的截面处空间涡结构以及积分得到的截面当地力和圆锥段力。实验结果表明:(1)在35°~50°迎角范围内,圆锥段流场只有一对非对称的主涡,圆锥段分离涡流动呈现近似锥型流特性,随着迎角增大,圆锥段侧向力系数符号不变;(2)在50°~70°迎角范围内,圆锥段流场呈现多涡结构,圆锥段分离涡流动不再呈现锥型流特性,此时随着迎角增大,圆锥段侧向力系数会发生多次变号;(3)等离子体控制使得圆锥段对涡流场中第1个新涡出现的迎角推迟。 展开更多
关键词 细长圆锥体 大迎角空气动力学 非对称分离涡 等离子体 主动流体控制
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带背鳍平板三角翼分离涡流场的显示与测量 被引量:2
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作者 孟宣市 乔志德 +2 位作者 高超 罗时钧 刘锋 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期645-649,共5页
对后掠角82.5°的平板三角翼和在其对称面分别加低、高背鳍后的组合体在低速风洞进行了烟粒子/激光片光流场显示与测量实验,实验迎角29°,侧滑角为0°。结果表明:对于单独平板三角翼和加高背鳍组合体,其流场是对称、锥型和... 对后掠角82.5°的平板三角翼和在其对称面分别加低、高背鳍后的组合体在低速风洞进行了烟粒子/激光片光流场显示与测量实验,实验迎角29°,侧滑角为0°。结果表明:对于单独平板三角翼和加高背鳍组合体,其流场是对称、锥型和稳定的;而加上低高度背鳍后,涡变得非对称、非锥型和不稳定。实验结果直接验证了前人关于细长锥体分离涡的稳定性理论,并给出了旋涡失稳后流场的具体表现特性。 展开更多
关键词 涡的稳定性 大迎角 背鳍 细长体 平板三角翼
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20°圆锥低速35°迎角下的压力分布特性
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作者 孟宣市 贾春 +3 位作者 乔志德 高超 罗时钧 刘锋 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期145-150,共6页
对半顶角为10°的圆锥-圆柱组合体在3.0×1.6 m低速低湍流度风洞进行了圆锥表面压力分布测量。基于圆锥底面直径的雷诺数1.0×106,迎角35,°包含了以9°为等间隔的所有滚转角。实验结果包括9个截面周向压力,当地/... 对半顶角为10°的圆锥-圆柱组合体在3.0×1.6 m低速低湍流度风洞进行了圆锥表面压力分布测量。基于圆锥底面直径的雷诺数1.0×106,迎角35,°包含了以9°为等间隔的所有滚转角。实验结果包括9个截面周向压力,当地/总侧向力及力矩由表面压力分布积分得到。结果表明,侧向力系数随滚转角的变化曲线为近似方波,其周期和相位沿锥体轴向均相同;压力分布表明对称涡流场为绝对不稳定,不对称涡流场为双稳态;流动为非锥型流动。实验结果检验了前人的理论结果,并与现有的实验结果做了比较,结果吻合。 展开更多
关键词 大迎角 细长圆锥体 表面压力分布 当地侧力 锥型流动
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基于FFD技术的大型运输机上翘后体气动优化设计 被引量:6
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作者 王元元 张彬乾 +1 位作者 郭兆电 董强 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1806-1814,共9页
利用非均匀有理B样条(NURBS)基函数属性建立了任意空间的自由变形(FFD)参数化方法,进一步结合无限插值(TFI)变形网格技术、二阶振荡粒子群优化(PSO)算法以及计算流体力学(CFD)数值模拟技术,构建了通用的气动外形优化设计系统。采用该系... 利用非均匀有理B样条(NURBS)基函数属性建立了任意空间的自由变形(FFD)参数化方法,进一步结合无限插值(TFI)变形网格技术、二阶振荡粒子群优化(PSO)算法以及计算流体力学(CFD)数值模拟技术,构建了通用的气动外形优化设计系统。采用该系统对C17运输机上翘后体进行气动优化设计,在满足后体最大宽度、高度以及上翘角不减小的情况下,巡航状态减阻2.6%,压差阻力减小19.8%。流态分析显示,优化后体阻力减小的主要原因是后体截面近圆度的增加以及近圆度沿机身轴线的变化量的减小使得后体周向逆压梯度减小所致。研究结果表明本文建立的基于FFD技术的气动优化设计系统对于大型运输机上翘后体的气动优化设计具有较好的实用性。 展开更多
关键词 FFD技术 非均匀有理B样条 粒子群优化算法 计算流体力学 大型运输机 上翘后体 气动优化设计
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嵌套重叠网格的构造策略及其隐式切割 被引量:7
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作者 刘秋洪 屈崑 +1 位作者 蔡晋生 徐嘉 《中国科学:物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2013年第2期186-198,共13页
高质量网格的设计与生成是复杂流动CFD精确计算最主要的决定性因素之一.本文通过采用新颖的多层嵌套重叠网格策略、可靠的重叠网格切割准则、快速的多级网格切割方法和高效的隐式切割技术,发展了一种多层多块隐式嵌套重叠网格技术以及... 高质量网格的设计与生成是复杂流动CFD精确计算最主要的决定性因素之一.本文通过采用新颖的多层嵌套重叠网格策略、可靠的重叠网格切割准则、快速的多级网格切割方法和高效的隐式切割技术,发展了一种多层多块隐式嵌套重叠网格技术以及相应的多级多重网格流动计算方法.在生成嵌套重叠网格时,只需要初始网格和边界条件,而无需人工干预,实现了嵌套重叠网格的自动切割.对某级网格进行多重网格流动计算时,仅考虑该级网格的嵌套重叠切割处理,而忽略低级粗网格的网格切割影响,有效提高了流动的计算效率.两个典型的复杂流动算例的计算结果与实验值吻合良好,证明了本文方法的可靠性. 展开更多
关键词 重叠网格 多重网格 嵌套网格 隐式切割
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小展弦比薄机翼精细化气动优化设计研究 被引量:9
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作者 王超 高正红 《中国科学:技术科学》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期643-653,共11页
战斗机类小展弦比薄机翼的气动设计,主要考虑机翼的平面形状以及弯扭和厚度修形设计,忽略了机翼翼型的精细化设计,因此气动分析手段一般采用Euler方程结合黏性阻力修正的方法.以某典型战斗机机翼为例,分别使用Euler和RANS方程对机翼的... 战斗机类小展弦比薄机翼的气动设计,主要考虑机翼的平面形状以及弯扭和厚度修形设计,忽略了机翼翼型的精细化设计,因此气动分析手段一般采用Euler方程结合黏性阻力修正的方法.以某典型战斗机机翼为例,分别使用Euler和RANS方程对机翼的流场与气动特性进行了数值模拟,发现Euler方程无法精确捕捉附面层内的流场结构,证明传统使用的Euler方程已不能满足战斗机机翼精细化设计的需要.对该机翼的翼型进行了气动优化设计,发现翼型的设计对该小展弦比薄机翼会失效,证明这类机翼必须在三维环境下进行多剖面翼型设计.综合FFD参数化方法、稳健的动网格技术、Kriging代理模型和粒子群算法,构建了三维气动优化设计方法.利用该方法对该机翼三个剖面翼型进行了跨音速巡航状态单目标以及跨音速/超音速巡航状态多目标精细化化设计,优化设计后机翼的气动性能得到很大的提高. 展开更多
关键词 小展弦比薄机翼 精细化设计 EULER方程 RANS方程 三维气动设计 多目标设计
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