基于ISIGHT的微型飞行器布局优化设计研究

微型飞行器具有飞行雷诺数低、易受外界环境干扰等特点,并存在多目标优化问题,因此其气动布局优化设计难度较大。针对微型飞行器的特点及优化设计要求,采用N-S方程与遗传算法相结合的方法对微型飞行器的多目标优化设计,基于ISIGHT软件来实现该方法的具体流程,克服了计算量大、无法实现自主迭代的缺点。并对微型飞行器的展弦比、尾翼安装角、尾翼的高度和根弦长进行优化,优化目标为飞行器的静稳定性和升阻特性,优化后的构型具有良好的气动性能,结果表明该方法明显提高了计算的精度和优化设计的水平,在工程上有一定的应用价值。     

不同磁浮列车外形的气动性能比较

上海磁浮列车由于流线型车头较短,气动性能并不理想,根据国内厂家给定的列车横断面尺寸和对气动性能的要求,对国产磁浮列车气动外形进行多方案设计,通过求解三维可压N-S方程和k-ε双方程湍流模型,对提出的磁浮列车各种外形方案的气动性能进行数值模拟计算,并根据计算结果进一步改进气动外形,如此反复,直至得出气动性能和外观最优的磁浮列车外形。在最终选定的三种设计方案中,方案3由于水平投影轮廓线较窄、最大纵剖面轮廓线曲率较小,其整车空气阻力和列车交会压力波都较其它两种方案要小,因此为最佳的气动外形方案。通过比较分析,此次选用的国产磁浮列车外形,列车以430km/h运行时三节车总的空气阻力为33.84kN,而上海磁浮列车为54.07kN;国产磁浮列车最大列车交会压力波幅值为2913Pa,而在同等条件下上海磁浮列车为3827Pa,其气动性能明显优于上海磁浮列车。     

涵道风扇外形参数对气动特性的影响

以某涵道风扇为原型,从理论上分析涵道扩张角对涵道风扇气动特性的影响。运用滑移网格模型,采用三维不可压黏性Navier-Stokes控制方程,利用SST k-ω湍流模型,计算两叶桨气动特性,并与试验结果对比,验证该方法的可行性。分别计算涵道风扇在悬停状态下,3000~8500 r/min转速范围内,涵道唇口外形、扩张角和涵道高度对气动特性的影响,并对流场进行分析。椭圆形唇口的涵道风扇总拉力系数小,气动效率低;当涵道扩张角在8.2°附近时,功率系数相对最小,随着扩张角增大,在桨盘下方靠近涵道壁面附近出现气流分离;涵道拉力系数对涵道风扇高度的变化敏感度低,随着高度增加功率系数略有下降。     

吸气式高超声速飞行器助推分离过程数值仿真

针对吸气式高超声速冲压发动机验证性试验特殊的飞行环境和助推分离条件，以某轴对称吸气式高超声速飞行器级间分离问题为具体研究对象，采用非结构网格局部网格重构技术和非定常问题非定常六自由度问题仿真方法，对该复杂构型飞行器助推分离过程进行数值计算。研究得到弱干扰冷态分离状态下飞行器及助推器的运动参数和气动力参数在分离过程中的发展规律。对0.3 s内助推器的位移轨迹进行分析，判断分离方案的可行性，并给出最佳的分离工况条件。     

微波加热辅助多孔介质水合物制样方法与装置

针对多孔介质中人工合成水合物分布不均匀问题,提出采用微波加热法制备多孔介质水合物样品的新途径,并设计了专用微波加热装置。基于电磁场理论及微波加热均匀性影响因素分析,设计了多馈源可调式波导加热系统。通过数值模拟和加热试验分析馈能口与样品间相对位置变化对装置加热均匀性影响,探讨该装置用于水合物样品制备的可行性。结果表明:装置加热均匀性受馈能口与样品间相对位置影响较大,其加热均匀性随二者间距的增加而显著提高,数值模拟与试验结果取得了较好的一致性;加热时间对装置的加热均匀性影响较小,该微波加热装置可满足制备均匀分布水合物样品的要求,同时对于其他对加热均匀性有一定要求的试验装置的设计具有参考意义。     

展向局部加热与圆柱尾流的绝对不稳定性

采用对圆柱展向局部电加热的方式,在水槽中实验研究了临界/亚临界雷诺数圆柱尾流的绝对不稳定性.利用可控电加热改变圆柱表面温度分布,对二维圆柱绕流引入局部三维扰动,观察其对于临界/亚临界雷诺数圆柱尾流稳定性的影响.研究表明,在临界雷诺数状态,圆柱绕流尾流具有绝对不稳定性;在亚临界雷诺数状态,圆柱绕流尾流则是对流不稳定的.加热圆柱展向局部涡脱落存在锁频现象.     

全气动步兵武器表层自动喷涂机设计

分析目前步兵武器零件表层喷涂技术现状,提出全气动自动喷涂机设计方案,根据步兵武器零件结构特点,规划自动喷涂轨迹,设计全气动自动化喷涂专用设备．该设备具有本质安全性,适于部队条件下使用．     

流动相似律研究

有别于经典的量纲分析方法和对流动控制方程及其定解条件的无量纲化分析方法, 论文给出了一种分析流动相似律的新思路, 亦即将复杂的流动过程分解为若干个子过程, 然后分析每一个子过程中反映其本质性态的特征量。依据这一思路导出的高超声速热化学非平衡流动相似律与文献采用经典分析方法得到的流动相似律一致。     

瞬态高强加热条件下含湿多孔介质传热传质模型研究

提出了瞬态高强加热下含湿多孔介质传热传质的新模型,模型包括的水分种类齐全、水分迁移机制全面,假设条件相对较少,考虑了非Fourier传热效应和非Fick传质效应。新模型通过具体的分区分析得到简化并更加实用。     

高空长航时太阳能飞机研究进展与技术挑战

高空长航时太阳能飞机是当前的前沿热点方向,可实现月量级的长期驻空,并形成“时间持久+区域保持”的新型应用能力。系统总结了高空长航时太阳能飞机三阶段发展历程,包括初期探索阶段、快速发展阶段、实用能力验证与应用示范阶段,重点阐述国外典型发展计划,深入分析气动布局设计、储能电池、高空推进、大尺度结构、飞行控制等面临的主要技术挑战,并提出重点攻关方向建议,为高空长航时太阳能飞机创新发展提供参考。