低速大雷诺数混合飞艇气动性能分析

针对混合飞艇体积巨大同时气动外形复杂使得现有条件的风洞试验很难精确测量其气动性能的问题,开展了适用于混合飞艇气动性能分析的计算流体力学(CFD)的数值分析方法研究。考虑混合飞艇低速大雷诺数的特点,将变分多尺度方法 (VMS)与动态Smagorinsky大涡模拟(LES)模型相结合,提出了组合的VMSLES湍流模型。将基于RANS方法和LES方法的其他三种湍流模型相对比,利用雷诺数相近、实验数据丰富的6:1长椭球飞艇对不同的湍流模型进行了对比验证。结果显示LES方法预测结果与实验结果吻合较好,优于RANS方法,并能显示更多流动细节,而组合的VMS-LES模型能够更精确地捕获实验研究中观察到的二次涡。利用组合的VMS-LES模型对有翼HAV与多囊瓣HAV进行了气动性能分析,并研究了不同部件对飞艇气动特性的影响。结果表明,由于尾翼表面产生的一次涡与二次涡相互作用,尾翼在增加气动升力的同时也增加了阻力。     

室内装饰织物燃烧特性研究

室内装饰织物因其容易点燃、燃烧速度快、蔓延迅速等燃烧特性,对室内火灾的发展蔓延及火灾危害都有重要影响。运用锥形量热仪对棉麻、涤纶、帆布、泡纱、条绒等5种室内装饰织物的燃烧性能进行了实验研究,测量了室内装饰织物在不同热辐射条件下的燃烧特性,并对实验数据进行图像拟合,通过具体的实验数据和图像分析比较了5种室内装饰织物在不同热辐射条件下的点燃时间、热释放速率、质量损失速率、比消光面积及CO生成量。最后得出了各种织物的火灾危险性相对大小。     

吸气式太阳能热推进系统进气道特性分析

吸气式冲压推进技术是吸气式太阳能热推进技术的基础。如何设计一种性能理想的进气道是吸气式太阳能热推进技术研究的重点。应用稀薄气体动力学仿真常用的直接数值模拟蒙特卡洛算法对两种常见的进气道结构进行仿真分析,得到两种进气道工况下气体的温度、密度、流量系数和速度等参数的分布,并进行对比。通过比较,选择一种性能较好的构型作为吸气式太阳能热推进系统的进气道,从而为后续系统的设计、计算、分析和优化打下了基础。     

适合概念设计的制导炮弹气动外形优化方法

为了构建能够满足复杂外形制导炮弹气动外形优化设计的方法,给出了基于解析函数和UG NX软件二次开发系统的制导炮弹参数化建模基本原理和具体实施方法,并使用遗传算法为优化算法,结合高精度面元法的气动特性预估程序,完成概念设计阶段的制导炮弹气动外形优化的快速优化设计。以翼-身-尾布局形式的制导炮弹气动外形优化设计为算例,对该优化方法进行了考核验证。算例验证结果表明:气动外形优化方法在使用较少的参数条件下,能够构建具有复杂形状的弹身和翼型的制导炮弹气动布局,并能在构建几何外形的同时快速生成不同拓扑结构外形的面元网格,结合遗传算法能够在制导炮弹概念设计阶段快速得到较优的外形布局,具有很好的工程应用前景。     

铝热焊接工艺参数优化研究

为获得最佳铝热焊接工艺参数,对拉伸试件进行了正交试验和二次通用旋转组合试验,研究预热温度、加压时间和预留焊缝3因素对接头强度的影响,进而寻求一组使焊接接头强韧性最高的焊接工艺参数组合。利用电子显微镜等对试件拉伸断口进行了分析,通过对比2种开始加压时间下试件的显微组织和性能,研究了这2种方法对接头强韧性的影响。结果表明:采用设计的铝热焊接试验装置和优化出的随焊加压致密化工艺参数,可使焊接接头获得大变形组织,从而获得高的强度和韧性。该项研究可为提高铝热焊接质量提供基础数据。     

气动伺服控制系统的自适应模糊控制器的研究

介绍了一种新型的自适应fuzzy PD控制器 ,并研究了它在气动伺服位置控制系统中应用的适应性问题和非线性摩擦力的补偿方法 ,提出了一种新的模糊逻辑控制补偿算法 .它通过一个自适应模型参数Ma的调整控制 ,提高了气动伺服系统的控制精度 .试验结果表明 :与传统的控制方法相比较 ,自适应fuzzy PD控制器具有动态性能好、自适应能力强和位置控制精度高等优点 .     

作战飞机的气动布局

气动布局是指飞机的各翼面,如主翼、尾翼等是如何放置的,气动布局主要决定飞机的机动性,至于发动机、座舱以及武器等放在哪里的问题,则笼统地称为飞机的总体布局。 飞机的设计任务不同,机动性要求也不一样,这必然导致气动布局形态各异。现代作战飞机的气动布局有很多种,主要有常规布局、无尾布局、鸭式布局、三翼面布局和飞翼布局等。这些布局都有各自的特殊性及优缺点。     

运动流体介质和剪切层共同作用下平面近场声全息技术改进

传统的平面近场声全息将全息面置于射流内部。为了降低窗效应和卷绕误差对重建精度的不利影响,一般要求全息面尺寸为声源的2倍以上,而较大尺寸的传声器阵列放在射流内部会干扰射流的稳定。针对这一问题,提出将整个全息面置于射流外部的方法。根据经典的剪切层修正理论,首先分析声波由声源传播至全息面过程中路径和幅值的改变,继而推导出修正后的声场传播公式,最终建立起马赫数小于0.3的运动流体介质和剪切层共同作用下的平面近场声全息理论模型。数值仿真表明,改进后的平面近场声全息技术能够得到高分辨率的重建声场,对气动噪声源的定位精度较高,并且具备一定的抗干扰能力。     

高超声速过渡区气动热的DSMC数值模拟研究

气动热是制约高超声速飞行器设计的主要因素之一,当飞行高度大于40 km时流场中存在局部过渡区流动特性,基于分子动力学的DSMC方法是解决高超声速过渡区气动热计算的有效途径之一。针对高超声速飞行器的典型球锥外形,采用DSMC方法开展了过渡区流动气动热特性研究,分析了当流场具有过渡区流动特性时,飞行马赫数和飞行高度对气动热的影响规律,并与Fay-Riddell驻点热流的工程算法作了对比分析。计算结果表明,DSMC方法在高超声速过渡区流动气动热计算中可以得到较好的结果,适用于高超声速过渡区流场气动热的计算与分析。