環量
- 基于環量控制的無尾飛翼俯仰和滾轉兩軸無舵面姿態控制飛行試驗
合性能提升。射流環量控制對機翼后緣固定幾何型面進行操作，引入壓縮氣體產生高速射流，在柯恩達效應作用下射流偏轉并附著在彎曲的壁面產生“虛擬舵面”，高速射流裹挾外界自由流加速并發生偏轉［6-8］，改變機翼表面的壓力分布，獲得飛行控制所需的操控力和力矩。在不需要升降舵、副翼等大載荷活動部件的情況下實現無舵面飛行控制，減小機體結構、機械驅動系統等的復雜度和重量［2，8-10］。美國從20世紀70年代就開始環量控制技術研究［11-15］，目的是實現低速條件下的環量增
航空學報 2023年18期2023-10-17
- 振蕩射流控制方法在無舵面飛行控制中的應用
面飛行控制技術—環量控制（circulation control）技術和流體推力矢量（fluidic thrust vectoring）技術。2019 年，BAE 系統公司與曼徹斯特大學合作，設計制造了名為“MAGMA”的飛翼布局無人驗證機，旨在探索新型無舵面飛行控制技術在未來無尾飛機上的應用。MAGMA 沒有采用DEMON 的單獨供氣方案，而是采用了更貼近實際的發動機供氣方案，并且將尾緣的康達射流提升至超聲速[3]，其成功試飛使環量控制和流體推力矢量技術
實驗流體力學 2023年4期2023-09-25
- 基于變環量設計的混流泵葉輪多工況優化
數作為設計參數的環量法具有參數與水力性能聯系緊密[2]以及葉片角分布更加多樣[3]等優點,其有效性已在水泵、水輪機、風機、壓縮機和噴水推進器等[4-10]領域的設計優化中得到廣泛證明。在眾多有關環量法的研究中,文獻[11-13]指出,輪轂及輪緣處環量沿軸面流線方向的偏導數 (載荷) 為環量法的核心,其分布形式與流場及葉片形狀直接相關;文獻[14-16]指出,在環量法中,通過控制葉片尾緣傾角,有利于混流泵葉輪內部二次流與流動分離現象的抑制。因此,在過往的大多
農業機械學報 2023年9期2023-09-23
- 中等展弦比飛翼布局無人機后緣射流滾轉控制
面積［3］。后緣環量控制作為一種典型的主動流動控制技術，在機翼后緣射出一股切向流動，在柯恩達效應作用下，射流附著于后緣凸曲面（Coanda表面），并夾帶周圍流動繞Coanda表面偏轉。流線偏轉使翼型產生氣動型彎曲，改變翼型的環量，進而增大或者減小翼型升力。左右機翼后緣差動射流可實現對飛行器的滾轉姿態控制，具備取代傳統副翼的潛力。與傳統舵面相比，除顯著提升飛翼布局隱身特性外，環量控制設備還具有體積小、重量輕、可靠性高［4］和氣動噪聲?。?］等優點，因而受到廣
航空學報 2023年10期2023-06-27
- 基于數值模擬的飛機近場尾渦特征參數計算
計算，即初始尾渦環量Γ0和初始尾渦間距B0：式中：ny為飛機的法向過載；W為飛機重量；ρ為飛行高度上的空氣密度；V∞為飛機飛行速度；b為機翼的翼展。2.1 渦核位置和渦核間距飛機的尾渦可以簡化成兩個旋轉方向相反的渦旋，渦旋中心存在一個渦核。渦量是描述尾渦運動的一個矢量[15]，本文通過尋找渦量最大值的方法來確定渦核的位置，其中渦量ω的表達式見式（4）：式中：ωx=?w/?y??v/?z為x軸渦量分量，ωy=?u/?z??w/?x為y軸渦量分量，ωz=?v/
空氣動力學學報 2023年5期2023-06-16
- 環量控制撲翼式獲能器氣動特性的數值研究
2%［6-8］。環量控制（circulation control）是一種常見的主動流動控制技術。該技術通過在翼型圓弧后緣兩側表面設置切向射流，利用流體在曲面外表面流動時產生的柯恩達效應，推遲邊界層流動分離，增加翼型環量，進而提高翼型的升力［9］。Frith等［10］嘗試用環量控制器替代傳統飛機的操縱舵面進行試驗，探究應用環量控制技術操縱飛機的可行性。齊萬濤等［11］發現雙射流環量控制器在較低的動量系數下可實現飛機姿態控制功能，增加其縱向穩定性，并能夠顯著提
能源研究與信息 2023年1期2023-06-08
- 基于柯恩達效應的飛翼布局環量控制研究
恩達效應[1]。環量控制翼型/機翼的出現代表了柯恩達效應在外流空氣動力學中的成功應用。早期研究主要是利用環量控制技術提高機翼升力,實現短距起降。環量控制翼型/機翼通過在上表面近后緣處切向吹氣來推遲邊界層的分離,從而改變翼型后緣的駐點位置,改變繞翼型的環量,進而對升力進行控制[2]。與傳統的高升力裝置相比,環量控制技術具有作動簡單、質量輕以及活動部件少的優勢[3]。國外在環量控制增升技術領域起步較早,取得了豐富的成果,并在高升力飛行器中得到了應用,如美國的B
西北工業大學學報 2022年4期2022-09-09
- 中低空太陽能無人機高效螺旋槳設計方法
距'及槳葉的最佳環量分布。在螺旋槳槳葉徑向處，當葉素環量產生Δ的增量擾動時，分別給螺旋槳帶來Δ和Δ大小的拉力與扭矩的增量變化，將這一增量帶來的有用功與吸收能量的比值用能量比表示為由渦流理論可知，Δ的環量增量帶來的拉力及扭矩的變化分別為將式（2）～式（3）帶入式（1），可得：要使得螺旋槳效率最高，需要在值大的地方增加環量，在值小的地方減小環量。因此螺旋槳環量分布最優的條件是值在槳葉展向方向保持不變。根據圖1速度分解幾何關系可以得到：由式（5）和式（6）可得：
航空工程進展 2022年4期2022-08-11
- 寬速域飛翼布局后緣射流滾轉控制研究
RCS)。后緣環量控制射流是指在機翼后緣沿切向射出一股流動。根據柯恩達效應，射流附著于后緣凸曲面，即柯恩達表面，并夾帶邊界層流動同樣繞柯恩達表面偏轉一定角度。流線的偏轉使翼型產生氣動型彎曲，從而改變翼型的環量和升力。左右機翼后緣不同射流組合方式可實現不同姿態控制，其中以滾轉控制效果最佳。后緣環量控制射流作為一種典型的主動流動控制技術，具備代替傳統舵面進行姿態控制的潛力[2]。相比舵面，后緣環量控制射流應用于飛行器姿態控制具備諸多優勢[2-4]。首先，無須
國防科技大學學報 2022年4期2022-08-06
- 基于分布式合成雙射流的飛行器無舵面三軸姿態控制飛行試驗1)
行控制領域,包括環量控制[1-6]、推力矢量控制[7-10]、分離流控制[11-15]等,極具應用價值.主動流動控制技術目前已在飛行器中得到了廣泛驗證.英國曼徹斯特大學Crowther 團隊[5]于2005 年設計了Tutor 飛行器,利用電動空氣壓縮機驅動的射流環量控制激勵器取代副翼,實現了滾轉姿態操控;2010 年,該團隊聯合BAE 公司研發并試飛了DEMON 飛行器[16],利用輔助動力單元驅動的射流環量控制裝置取代升降舵及副翼,并通過發動機引氣同向
力學學報 2022年5期2022-06-16
- 脈沖射流對環量控制翼型氣動性能的影響
，國內外陸續使用環量控制技術來解決這個矛盾［1］。環量控制技術的發展是備受關注的主動流動控制方式之一。這種流動控制是指在機翼鈍后緣表面開縫，在后緣上噴射切向射流，利用Coanda效應（壓力與離心力的平衡使射流沿著后緣曲面流動），射流與外流混合后繞曲面外形流動，使流線偏折，并增大繞流速度，增加氣流繞翼型的環量。由庫塔儒科夫升力定理可知翼型升力會增加［2-3］。風洞試驗和數值仿真的結果表明，環量控制技術對圓形Coanda后緣穩定切向吹氣具有明顯的氣動效益，對縮
北京航空航天大學學報 2022年3期2022-03-29
- 雙射流環量控制翼型的控制力矩特性研究
術包括合成射流、環量控制、等離子體激勵器等［2］。相比之下，環量控制技術能夠產生較大速度的射流，可用于干預附面層流場達到控制分離的效果，從而影響飛機的氣動性能，適用速度范圍較廣，相較于傳統舵面而言能夠達到相當、甚至更佳的增升效果?；贑oanda效應［3］的環量控制技術，通過在翼型后緣上下表面設置縫隙的手段，對翼型近壁區施加切向射流，對后緣流場形成局部擾動，射流與外流相互混合，在黏性力作用下，高動量的射流持續向附面層注入能量，帶動流線偏折，使得翼型氣動彎度
北京航空航天大學學報 2021年12期2022-01-15
- 環量分布對基于反問題設計的混流泵優化結果的影響
，袁壽其，鄭云浩環量分布對基于反問題設計的混流泵優化結果的影響李彥軍，王夢成，袁建平，袁壽其，鄭云浩（江蘇大學國家水泵研究中心，鎮江 212013）為定量研究葉輪出口環量分布對導葉式混流泵優化結果的影響，該研究在試驗驗證數值模擬準確性的基礎上，以反問題設計為基礎，結合最優拉丁超立方抽樣法，徑向基神經網絡模型和多島遺傳算法，以0.8des、1.0des和1.2des處泵段加權效率為優化目標（des表示設計流量），以1.0des處揚程變化小于3%為約束條件，在
農業工程學報 2021年20期2021-12-30
- 基于蒙特卡洛仿真的高空尾渦運動特性
尾渦一般使用渦旋環量Γ表示其強度。根據圓柱繞流氣動力知識，機翼微元上的升力計算公式為：l(x)=ρ∞v∞Γ(x)(1)式中：ρ∞為大氣密度；v∞為飛機真空速；Γ(x)為翼剖面附著渦環量；x為翼剖面與飛機縱軸之間的距離。對整個翼展積分，飛機升力L的計算公式為：(2)式中：B為飛機翼展。對于后掠翼飛機，翼剖面環量的計算公式為：(3)(4)所以，得尾渦初始強度計算公式如下：(5)式中：n為飛機法向過載；W為飛機質量。由上式可以看出，尾渦初始環量的大小與飛機質量、
空軍工程大學學報 2021年5期2021-12-22
- 環量控制翼型非定常氣動力建模
技術應用中，使用環量控制技術作為主動流動控制的解決方案越來越引起人們的注意［1-2］。環量控制技術是指在翼型后緣表面開縫以形成沿著物面切向的射流，用以增加沿著翼型表面的環量，進而增加升力［3-4］。風洞試驗和數值仿真結果表明，環量控制技術能夠大幅度提高翼型升力，并在高升力條件下改善升阻比［5-6］。環量控制技術最初就是因為其卓越的高升力性能而引起關注，經過八十多年的發展，該技術逐漸在無尾飛行器的氣動力控制、風力渦輪機的載荷控制、降低噪聲、降低飛行器結構質量
北京航空航天大學學報 2021年10期2021-11-18
- 內吹式襟翼控制機理和失速特性
方面有較大不同。環量控制是第三種增升方式，類似上表面吹氣，利用柯恩達效應[4]，即流體在曲面外形上的附壁效應，使流動沿著物面切線的方向發生偏轉，通過高能量射流控制附面層內的流動形態，使繞翼型的流動產生很大的環量,從而獲得高升力。早期環量控制翼型[5-7]的設計采用圓形或近圓形尾緣，在不需要傳統襟縫翼的情況下，就可以獲得較為可觀的增升量。較大的尾緣半徑可以顯著增加升力，但在巡航時，厚度較大的鈍形尾緣產生不可忽略的附加阻力；較小的尾緣半徑可以滿足氣動設計對巡航
空氣動力學學報 2021年5期2021-11-13
- 高空巡航階段的飛機尾渦流場演化特性研究
尾渦一般使用渦旋環量 Γ表示其強度，環量為流體的速度沿著一條閉曲線的路徑積分。在尾渦剛剛形成時，初始環量 Γ0取決于飛行中飛行器的重量、真空速、大氣密度和翼展，Γ0的計算公式如下：式中:m為 飛機質量，g為 重力加速度，ρ∞為大氣密度，V∞為飛機飛行真空速，b0為翼尖尾渦的初始渦核間距，通常為 πB/4，B為飛機翼展。1.2 尾渦快速仿真計算模型通過對尾渦基本演化機理的分析，結合大量實驗數據（尾流直接探測、數值模擬）建立的計算模型能相對準確地對尾渦流場參數
空氣動力學學報 2021年4期2021-09-17
- 基于數據同化的飛機尾流行為預測
致渦心位置和速度環量等趨勢預測與尾流實際演化趨勢存在偏差，進而影響了飛機尾流行為預測的準確性和魯棒性[13,14]。在此基礎上，Pruis等人[15]提出綜合運用多個預測模型，給出尾流演化的概率性預測結果，但這種綜合方法仍然依賴于初始氣象條件的設置，未能解決氣象條件實時變化的問題。Sch?enhals等人[16]提出應用數據融合的方法，利用線性卡爾曼濾波或擴展卡爾曼濾波對尾流演化過程中預測和實測數據之間的誤差進行估計并對預測數據進行修正，但其仍以經典D2P
雷達學報 2021年4期2021-09-02
- 汽輪機切向進汽蝸殼設計方法研究
法有很多，包括等環量、等速度、變環量等。其中等環量設計是目前應用最廣泛的，本次研究將采用等環量、等截面以及線性收縮3種手段來設計汽輪機進汽流道，并對其性能進行對比。等環量設計方法[3-4]是一種應用廣泛的蝸殼設計方法，該方法假設蝸殼內部流動環量相等(cuR=C)，截面形狀和進口流量確定后，通過在任意橫截面建立質量守恒方程，求解出截面特征尺寸。以圓形截面為例，圖1給出了任意角度橫截面特征尺寸示意。圖1 任意角度橫截面尺寸示意圖基于上述假設，通過任意橫斷面的流
熱力透平 2021年2期2021-07-20
- 環量控制機翼增升及滾轉控制特性研究
廣泛應用[2]。環量控制(Circulation Control)技術作為流動控制的方式之一，通過在機翼后緣吹氣形成柯恩達(Coanda)效應來改變環量，實現對飛行器的增升減阻和姿態控制，具有使用簡單、重量輕和易于實現等優勢[3]。環量控制技術原理如圖1所示，將常規機翼的尾緣變為帶有曲率的圓弧，機翼內設置高壓腔室，在上翼面和尾緣的交接處開設帶有高度的氣縫，由高壓腔室經過導流裝置從氣縫沿切線方向噴射氣流，該射流沿著圓弧曲面流動，在圓弧的表面具有邊界層性質，之
空氣動力學學報 2021年1期2021-06-23
- 定常升阻力普適理論的特色和升力的物理來源
Γ?和Qψ分別是環量和有旋尾流的入流,詳見下面的2.1 節.遠場理論包括建立復雜流場在接近無窮遠處的衰減規律以及精確的合力公式,這是CFD 和EFD 夠不著而只能依靠解析方法的領域.它們為所有近場理論的公式提供了檢測的標準,也為在CFD 中設置遠場邊界條件提供了判據.然而,環量和入流的取值不由遠場理論本身決定,而要結合近場理論根據具體流動狀態給出.可以說,遠場理論提供了戰略目標,而近場理論做戰術實施.長期以來,遠場合力理論一直停留在低速不可壓流.雖經幾代人
力學進展 2021年1期2021-04-19
- 基于激光雷達探測的飛機尾流特征參數反演系統
塊和飛機尾流速度環量估計模塊。系統流程如圖1所示。系統數據分析和處理流程可概述為：首先通過激光雷達回波模塊產生回波信號，或者通過雷達實測數據接收模塊接收回波信號；然后通過飛機尾流渦心定位模塊對飛機尾流進行定位得到飛機尾流的渦心位置、渦心間距和渦心軌跡等特征參數；最后，對定位得到的飛機尾流進行速度環量的估計，得到飛機尾流的強度信息。圖1 飛機尾流特征參數反演系統流程圖Fig.1 Flow chart of aircraft wake vortex param
雷達學報 2020年6期2020-12-31
- 基于主動流動控制技術的無舵面飛翼布局飛行器姿態控制
最為廣泛的是射流環量控制技術，該技術最早由Davidson在1962年提出[4]，20世紀70～90年代有大量的學者對射流環量控制技術進行了諸多的基礎研究[5-8]。20世紀70年代美國海軍將射流環量控制技術用于A-6A 起降階段增升，1976年弗吉尼亞大學也用射流環量控制實現增升，效果顯著。2005年曼徹斯特大學試飛了采用射流環量控制進行滾轉控制的Tutor無人機，2008年該團隊又試飛了采用射流環量控制技術控制俯仰和滾轉的完全無舵面無人機DEMON[9
航空學報 2020年12期2020-12-28
- 基于定常RANS方法的螺旋槳轂渦結構分析
提出求解最佳徑向環量分布的變分法時認為葉根處某一槳葉壓力面與相鄰槳葉吸力面發生壓力中和，造成葉根處升力為0。Kerwin[2]采用鏡像渦的辦法近似處理槳轂，并認為螺旋槳根部存在環量。孫文愈[3]將面元法計算的槳轂誘導速度加入變分法求解最佳環量中，得到的最佳環量分布在葉根處存在負荷。Brizzolara[4]的計算結果也得到了相同的結論。Hong[5]和Shin[6]采用CFD數值模擬技術分析了螺旋槳環量分布形式，結果均顯示槳葉根部存在負荷。Jessup[7
艦船科學技術 2020年5期2020-11-27
- 葉輪出口環量非線性分布條件下混流泵性能研究
葉輪出口翼展方向環量分布形式對混流泵性能的影響，本文以應用于南水北調東線工程中比轉數為510的混流泵葉輪為基礎模型，在不改變其軸面投影圖和葉片厚度分布規律的基礎上，保持流線方向載荷控制參數不變，對比分析17種不同翼展方向環量分布形式對混流泵外特性及內流場的影響規律，以期為混流泵的反問題設計提供參考。1 反問題設計1.1 反問題設計理論基礎全三維反問題設計最早由文獻[16-17]提出，文獻[18-20]基于勢流理論對其進行了進一步發展,并通過引入阻塞因子提出
農業機械學報 2020年11期2020-11-24
- 不同轉速對軸流泵裝置水力性能的影響研究
葉輪進出口截面的環量分布。本文研究為水泵裝置在運行工況變化下進行轉速調節提供參考。1 計算模型及參數本文研究對象為某低揚程軸流泵模型裝置，計算域包括進水流道、泵段、出水流道，如圖1所示，主要參數如表1所示。泵裝置三維模型在UG軟件中進行建模與裝配。本文對軸流泵裝置在葉輪轉速從1461r/min到731r/min中六種轉速下的最優工況進行分析。表1 軸流泵模型裝置基本參數Table 1 Parameters of the axial-flow pump mo
水電與抽水蓄能 2020年4期2020-09-28
- 等-變環量設計葉片軸流風機性能研究
設計方法的等-變環量設計方法，并對其進行試驗與數值模擬分析，為低壓軸流前掠風機的葉片設計提供依據。1 等-變環量設計氣流參數及外特性分析1.1 等-變環量設計思路軸流風機的設計方法有很多，按照氣流參數沿葉片高度方向的變化規律不同，軸流風機的設計方法可以分為等環量設計與變環量設計。等環量設計忽略占次要地位的徑向流動，將氣流繞葉片的流動簡化為繞諸多截面不摻混的流動；變環量設計氣流參數沿葉片高度分布不再滿足“cur=Const”的假設，通過設置變換量指數來考慮葉
流體機械 2020年7期2020-09-10
- 基于大渦法泵站進水口渦流特性研究
渦兩種典型渦流的環量來驗證模擬。由圖2～3可以直觀的看出模擬數值與實測數值環量的變化趨勢接近，模擬結果的數值略大于實測數值，且環量的變化率高于實測數據計算的數值。這一結果表明本文選用的嵌入式大渦法模型模擬結論與模型實驗的結論大致相同，故可在模擬結論的基礎上進行下一步的分析。圖2 附底渦環量對比示意圖3 表面渦環量對比示意3 渦流水力特性研究3.1 進水池渦流分類實驗時，對進水池周圍壁面位置進行拍攝，每秒拍攝3對單次曝光照片。實驗時通過調節吸水管流量和水位高
廣東水利水電 2020年4期2020-05-05
- 流場非均勻性對非平面激波誘導的Richtmyer-Meshkov不穩定性影響的數值研究*
勻流場中的渦量及環量分布，揭示了非均勻流場中RM不穩定性產生及演化機理。同時，Bai等[10]通過數值模擬兩種非均勻流場中平面激波誘導的RM不穩定性現象，發現：在線性階段或弱非線性階段，界面擾動增長強烈依賴于初始流場非均勻性；而在非線性階段，該依賴性逐漸減小?？梢园l現，Bai等[7,10]、Xiao等[8]、肖佳欣等[9]側重研究流場非均勻性對平面激波誘導產生的RM不穩定性演化的影響。然而，Ishizaki等[11]、Kane等[12]、Zou等[13]和
爆炸與沖擊 2019年4期2019-06-05
- 共流吹氣技術發展與應用研究
研究和應用。1 環量控制技術的應用歷史及進展環量控制技術可在增升方面顯示出優秀的性能，該項技術的工程應用源于1976年。當年西弗吉尼亞大學為了探索環量控制技術的工程應用效果，設計了采用如圖1所示的機翼截面形式的驗證機，并開展飛行試驗驗證了環量控制技術的增升效果[8]。1985年，N.Wood等[9]利用實驗模型(如圖2所示)研究Coanda表面局部半徑、射口尺寸等參數對環量控制翼型的作用效果，他認為射流與附面層摻混可以推遲附面層分離并使駐點后移而增強環量控
航空工程進展 2019年2期2019-05-07
- 基于模式函數和變分法的螺旋槳最佳環量計算方法
效率主要由其徑向環量分布決定。開展螺旋槳最佳徑向環量的研究可以從機理上給出提高推進器效率的方向。因此以效率為目標的螺旋槳最佳環量計算一直是螺旋槳設計研究的一個重要內容。螺旋槳最佳環量的計算方法是伴隨著升力線理論的發展而提出的。早期，Betz發展螺旋槳升力線理論時，根據在效率較高處增加環量，在效率較低處減小環量的思想，Betz得出了敞水條件下最佳環量分布條件。Lerbs[1]首次提出了求解最佳環量分布的變分法，建立了優化方程式，限于當時的計算條件，未能在計算
艦船科學技術 2019年3期2019-03-30
- 大型飛機平尾翼尖渦對后體渦系影響的實驗研究
翼尖渦渦心位置與環量的變化曲線(v=25m/s)環量是表征渦旋強度的重要物理量，定義為渦量在指定區域內的面積分Γ=?SωXdYdZ(6)對于積分區域(即渦邊界)的確定，利用Q準則[19]，對每個渦取Q>5000的區域進行積分。對于前文中渦核中心的計算，也采用相同的區域?？紤]到后體渦系結構的對稱性，取對稱渦的環量的絕對值，并對其進行無量綱化，即(7)式中，v為來流速度。圖6(c)為APV與HTV無量綱環量沿X方向的變化曲線。對于單獨后體，APV環量沿流向逐漸
實驗流體力學 2018年4期2018-11-15
- 非線性環量分布對泵誘導輪性能的影響
。本文按照非線性環量分布，在已有模型泵的基礎上，設計與之匹配的新型誘導輪，通過數值模擬的方法探究非線性環量分布對誘導輪性能的影響。1 誘導輪設計文獻[13,14]中誘導輪的設計方法，類似于流線法設計軸流泵葉片，設計步驟如下：根據已知條件，確定基本性能參數；計算確定幾何結構尺寸；確定誘導輪葉片輪緣進出口安放角；給定輪緣型線變化規律，設計輪緣型線；給定出口流型，計算輪轂型線。本文在上述設計方法的基礎上，通過采用非線性環量分布的出口流型，設計了與原型泵匹配的誘導
中國農村水利水電 2018年9期2018-10-12
- 基于激光雷達回波的動態尾渦特征參數計算
模型1.1 尾渦環量模型飛機尾渦的強度一般用渦旋環量Γ來表示。在理想無黏氣體中，流場內的環量處處相等且保持不變。但通常情況下，在渦旋中心處受到空氣黏性影響較大，其環量為零，而且渦旋環量隨著時間的變化也會逐漸減小。同時，由于相互之間的誘導作用和重力因素，渦旋形成之后會一邊旋轉擴散一邊下降。在尾渦剛剛形成還沒有擴散衰減時，初始環量Γ0取決于飛機的質量、速度、翼展等參量[15]：(1)1.2 尾渦速度模型尾渦旋轉速度直接關系著尾渦的形狀、大小和演化進程。尾渦速度
武漢科技大學學報 2018年5期2018-10-08
- 高魯棒性的螺旋槳片條理論非線性修正方法
多的流場信息，如環量分布及誘導速度場，在這方面基于片條理論的研究也有所欠缺。在極端工況下，如靜止及高前進比狀態，實踐證明片條理論的計算穩定性和環量預測精度都將下降，這是由于理論公式中存在著解的不確定性問題。因此，需要對片條理論計算穩定性和環量分布的特性進行更加深入的研究。另一方面，在片條理論中，葉素的氣動特性將直接影響所得螺旋槳的氣動特性，螺旋槳的非線性特性主要由葉素的非線性體現，因此在計算時需要考慮葉素的大跨度、多重非線性的因素。例如，當在懸停狀態時，螺
航空學報 2018年8期2018-08-29
- 內吹式襟翼環量控制翼型升力響應特性
翼來控制升力,而環量控制翼型可以使用射流通過控制射流分離點來控制升力。對于上述這兩種情況，升力都是由于前緣和后緣駐點位置變化，改變了翼型的環量引起的[1]?？露鬟_效應就是流體的附壁效應，即流體有沿著物面切線方向運動的能力?？露鬟_在20世紀30年代首次對該現象提出了物理解釋，只要施加足夠的徑向壓力梯度來克服流體的離心力，流體就會附著，流動保持平衡[2]?？露鬟_效應有很多潛在的應用：減阻、分離控制、推力偏轉、降噪和繞翼型的環量控制等[3-6]。這些應用可以顯著
航空學報 2018年7期2018-07-31
- 離心風機葉片三維反問題優化設計
。也分析了不同的環量以及一系列的指標參數間，交互過程中出現的對葉輪最終成效的影響，時輪的最終效率有較大影響，輪像地方的環量分布的形式對時輪效率影響則是非常重大的。關鍵詞：離心風機反問題CFD優化設計1.前言：把葉輪效率當做最后結果的最終優化目標，以環量分布的分析參數當做優化設計中的能動變量，控制相對參數，各種指標參數間交互過程中出現的對葉輪最終成效的影響，輪像地方的環量分布的形式對時輪效率影響則是非常重大的，時輪的最終效率有較大影響。本文以三維反問題設計方
科學與技術 2018年16期2018-05-16
- 側風條件下短艙進氣道地面渦數值模擬
需要計算地面渦的環量Γ，定義式為式中：V→為沿著閉合曲線的速度矢量，根據Stokes公式可得處理數據需要對環量進行無量綱化，無量綱環量Γ*表達式為式中：Dl為進氣道中徑；Vi為進氣道出口截面平均速度。若同時存在正、負環量的地面渦（1對轉動方向相反的地面渦），總環量的計算方法為因為地面為無滑移邊界，因此渦量為0，對渦量進行分析需要創建1個包含渦量數據的平面。根據Murphy[5]的結論，該截面距離地面的高度h滿足關系式式中：Dl為進氣道中徑，該面即為文獻[5
航空發動機 2017年6期2017-06-21
- 無尾槳直升機航向操縱系統參數影響分析
其中的一個部件-環量控制尾梁，分析時無法考慮部件間的相互影響規律與整體特性。建立了包括旋翼和航向操縱系統的三維CFD計算模型，在驗證模型正確性后，對其參數影響進行了計算與分析。突破傳統二維建模只分析尾梁截面特性只關注動量系數的方法，基于三維建模優勢，考慮部件間的綜合影響。開展了尾梁長度、噴氣舵噴口面積、風扇增壓與狹縫形狀等參數對機身航向穩定性的影響分析，得到了一些參數影響規律，為后續設計和研究提供了依據和參考。無尾槳直升機；航向操縱系統；環量控制；CFD；
直升機技術 2017年1期2017-04-10
- 基于魚體結構的仿生型液力變矩器葉片環量分配規律
型液力變矩器葉片環量分配規律劉春寶1，2，劉長鎖1，馬文星1，楊化龍1(1.吉林大學 機械科學與工程學院，吉林，長春 130022；2.吉林大學 工程仿生教育部重點實驗室，吉林，長春 130022)提出了一種基于魚體結構的液力變矩器葉片環量分配規律.該方法利用逆向工程方法提取了魚類體型的元素，提出了液力變矩器各葉輪葉片的仿生多項式環量分配方案，設計出了類魚體的仿生葉片.通過采用Smagorinsky亞格子應力模型的分離渦模擬，分別對仿生葉片和原始葉片的流道
北京理工大學學報 2016年9期2016-11-24
- 旋度概念的從頭構建法
003)矢量場；環量面密度；旋度在矢量分析和場論中，旋度理論是建立在斯托克斯公式基礎之上的，旋度概念的建立頗費周折[1].另外，旋度的確切含義也往往闡述得不清楚[2].更由于采用了不良的符號系統，導致公式不容易記憶，與物理學的銜接較差，導致電動力學、電磁場理論這些課里還須重講旋度理論，造成了精力浪費.本文將通過新的途徑，從根基上講清楚旋度概念的由來和確切含義.并且指出計算矢量場沿無窮短線段的線積分時人們常犯的錯誤.1 矢量場沿無窮小平面回路的線積分矢量場f
大學物理 2016年3期2016-10-15
- 速度環量對大型軸流泵站水力性能的影響
鵬，吳遠為?速度環量對大型軸流泵站水力性能的影響燕浩，劉梅清，趙文勝，林鵬，吳遠為(武漢大學動力與機械學院，湖北武漢，430072)為了研究大型軸流泵裝置內部由空化引起的有旋流動對機組水力性能的影響，基于SST(shear?stress transport)?湍流模型，應用Rayleigh?Plesset模型對泵站內部空化進行描述，并用速度環量分別對非空化和空化2種狀態的有旋流動進行計算，結合模型泵試驗研究等方法對泵內有旋流動進行分析。比較2種工作狀態下流
中南大學學報（自然科學版） 2016年6期2016-10-12
- 無尾槳直升機發展綜述
用的關鍵技術，即環量控制技術，并對其發展與國內外研究現狀進行了歸納與總結。無尾槳直升機的發展無尾槳直升機NOTAR（NO Tail Rotor）是直升機技術的新發展，是直升機反扭矩系統的新概念。取消了常規構型直升機的尾槳，利用獨特的航向操縱系統——環量控制尾梁和尾部噴氣舵，來提供平衡旋翼的扭矩和控制直升機航向所需的側向力。進而預防了由于尾槳引發的飛行事故，并減小直升機噪聲。由于其結構簡單、安全性高、維護性好、振動和噪聲小，因此受到了直升機研發人員和用戶的普
中國科技信息 2016年13期2016-08-01
- 環量控制技術研究
100083特約環量控制技術研究朱自強*， 吳宗成 北京航空航天大學 航空科學與工程學院， 北京 100083未來軍/民運輸機的高性能要求促使近年來環量控制技術正成為研究的新熱點。本文簡單介紹了環量控制研究的進展；深入討論了包括二維環量控制翼型標模和CCA/OTW (Circulation Control Airfoil/Over the Wing)實驗、半模型子系統實驗和三維翼身融合體全機實驗等可供CFD驗證用的NASA實驗研究。 在2個尺寸相近的風洞中
航空學報 2016年2期2016-02-24
- 軸流通風機等環量分布值的求定
公司軸流通風機等環量分布值的求定吳秉禮/長春花園機械有限公司賀威楊明/沈陽鼓風機集團股份有限公司推導建立了軸流通風機等環量分布值的計算關系式，討論了諸因素對環量值的影響；同時給出了壓力系數與輪轂比的近似關系式。軸流通風機；等環量值；計算與討論0 引言軸流通風機空氣動力設計是在給定流量、壓力的條件下，確定葉輪直徑、輪轂比和工作轉速的最佳匹配；選定翼型及其升力系數沿徑向分布；通過一定的理論計算方法，設計計算出動、靜葉片的葉型，即葉片寬度、厚度、扭曲角度沿徑向的
風機技術 2015年4期2015-05-02
- 直升機環量控制尾梁截面形狀分析
0016）直升機環量控制尾梁截面形狀分析李家春＊，楊衛東（南京航空航天大學直升機旋翼動力學國家級重點實驗室，南京 210016）基于二維可實現k-Epsilon湍流模型模擬計算了直升機環量控制尾梁上的升力，并與試驗結果進行了對比，計算結果與試驗結果之間顯示出了可接受的吻合度。利用已驗證的數值計算方法和網格劃分方法，分別計算了三組不同截面形狀的環量控制尾梁在不同幾何參數（噴射角、縫位角、基準直徑和狹縫數量）或試驗條件（噴射氣流速度、下洗流速度）下的升力。結果
空氣動力學學報 2015年2期2015-03-28
- 適用于Kappel槳的面元法尾渦模型
導致了槳葉的徑向環量分布發生變化，從而形成尾渦面。面元法計算中的尾渦模型即是基于這樣的實際給出的。對于Kappel槳，幾何結構如圖1所示。圖中的Kappel槳選取了臺灣海洋大學的Kap5XX 系列槳［1－3］。由圖1 可以看出，Kappel槳在葉梢端彎曲比較劇烈，從幾何參數上表述即是Kappel槳葉梢端剖面的縱傾沿徑向變化比較明顯，具體情況如圖2所示。普通螺旋槳的縱傾線(葉片參考線在圖2 平面內的投影)一般如圖2 中OAC 段所示，即在AC 段縱傾不劇烈，
艦船科學技術 2014年10期2014-12-07
- 螺旋槳環流理論(升力線理論)設計
每片槳葉的無量綱環量分布，有1.2 精確法在精確法中，考慮由Z 個等距的空間螺旋線所誘導的速度分量。這些螺旋渦線是從螺旋槳葉片發出的螺旋渦片元體。因此由渦片所誘導的速度分量可以由從渦線的各個單元分量的積分而得，同時在一根渦線也能以誘導因子來表達。對于切向和軸向誘導速度，有式中:Ut為切向誘導速度;Ua為軸向誘導速度;VA為螺旋槳進速;xh為轂徑比;和可以通過積分運算得出。定義一個位移速度U*，它反映了螺旋槳進角β與水動螺距角βi之間的如下關系:在均勻水流中
艦船科學技術 2014年9期2014-12-05
- 環流理論與泵理論相結合的導管槳設計優化
論變分法求解最佳環量、泵升力法設計槳葉剖面、面元法預報導管槳性能和流場，通過迭代的方式獲得推進性能收斂的導管槳。應用該方法對某案例進行了導管槳設計，并采用CFD方法對設計結果進行了驗證，結果表明：該方法設計的導管槳能夠滿足設計要求；與其他方法設計結果對比表明，采用該方法設計的導管槳推進性能和空泡性能更好。導管槳優化設計；環流理論；泵理論；升力線理論；升力法；面元法；CFD方法；空泡導管螺旋槳的導管可以保護螺旋槳，并能使航向穩定性得到顯著改善，而且采用加速導
哈爾濱工程大學學報 2014年11期2014-06-15
- Three－dimensional flow field structure of ship propeller analysis bymeans of 2D－LDV
n圖7 附著渦總環量3 ConclusionThis paper analyzes the three－dimensional flow field informationof propeller wake under uniform flow.Experiment results show the macroscopic flow field trends and microcosmic dynamic information.The following
空氣動力學學報 2014年5期2014-04-07
- 反射激波作用下重氣柱界面演化的PIV研究
術得到了速度場和環量，并將環量與Kelvin[19]速度環量模型得到的環量進行了比較。在將PIV方法應用于RM不穩定性的實驗研究中時，由于流場速度較快，多采用雙曝光技術獲得某個時刻的速度場，整個流場的定量信息需要通過多次實驗才能獲得，這對實驗的重復性提出了較高的要求[17]。本文采用連續激光器結合高速攝影的方法實驗研究在反射激波作用下SF6重氣柱界面的發展演化，并采用PIV后處理的方法獲得流場連續的速度場和環量。1 實驗方法圖1 (上)是實驗所用的方形激波
實驗流體力學 2014年5期2014-03-30
- 雙翼尖渦Rayleigh-Ludwieg不穩定性實驗研究
次渦的運動特性、環量-時間特性，進行殘余環量比例分析以說明雙翼尖渦Rayleigh-Ludwieg不穩定性削弱翼尖渦強度之快速有效性［2-3］。1 飛機翼尖渦消散機制1.1 翼尖渦安全性危害分析飛機翼尖渦形成之后具有很強的能量，短時間內不會消散，這對看不見的旋渦將會在一段時間內給后面的飛機帶來安全隱患［4］。在兩個旋渦的相互作用下，機身后形成了具有向上速度的區域(上洗區)和具有向下速度的區域(下洗區)，這樣的速度分布使得后機在進入前機尾流場時，會產生不同程
實驗流體力學 2013年2期2013-09-21
- 某 1000MW 汽輪機高壓缸典型級流型初步分析
律，與常規流型等環量設計規律接近，初步可與等環量設計規律進行比較。按等環量規律設計的靜動葉片，在級后軸向排汽條件下，出口汽流角與半徑的變化關系滿足：對于靜葉片： tan（α1）/r=constant=M對于動葉片： tan（β2）·r=constant=N圖1表明該典型級靜動葉片出口幾何角對應的M、N值沿相對葉高分布基本不變。初步分析時忽略汽流角與幾何角間差異，推測該典型級基本滿足等環量設計規律。圖1 M和N值沿葉高分布規律3 三維數值計算結果3.1 計算
東方汽輪機 2013年1期2013-06-01
- 基于減容增效的超低比轉速軸流式葉片水力設計
“ ′”)時出口環量為零的圓柱面上翼型進出口速度三角形示意圖，圖中還標出流量過小不能發電工況點(簡稱Ⅱ工況點，其參數帶角標“″”)在同一圓柱面上翼型進出口速度三角形。進口絕對速度的大小決定于水頭H且恒定，故進口絕對流速v″1=v′1(下標“1”表示進口參數)，其方向決定于導葉開度α，小流量下導葉開度減小，故α″1由圖1b可知，圓周方向分流速v″u2過大，則出口環量?！?也過大；因Δ?！??！?-?！?過小，則由水輪機基本方程式[4]可知，在H″和角速度ω″
中國機械工程 2012年3期2012-11-30
- 矢量場環量強度方向特性的一種證明過程
順序為:矢量場的環量(閉合曲線積分)—環量強度(或環量面密度)—環量強度的方向特性—旋度—斯托克斯定理。其中，比較關鍵的就是環量強度的方向特性:環量強度可以表示成某一待定矢量(即后來的旋度)與環路法向單位矢量的點積。環量強度與旋度的關系類似于方向導數與梯度的關系。在環量強度的方向特性上，《電磁場》教材上主要有兩種論述方式:①直接陳述，不加以證明;②以斯托克斯定理為基礎。具體來說，方式①并沒有證明方向特性，而是以方向特性為已知來引出旋度并求解旋度的表達式:在
電氣電子教學學報 2012年6期2012-06-27
- 考慮側斜及縱傾情況下的船舶螺旋槳最佳環量分布計算
船舶螺旋槳的徑向環量分布直接決定了螺旋槳的載荷分布及效率，因此，如何計算螺旋槳最佳環量分布是船舶螺旋槳理論設計及性能預報中重要的一步.Betz［1］早在1919年就以升力線理論為基礎導出了均勻流中螺旋槳最佳環量分布的條件，Lerbs［2］也提出了一種計算最佳環量分布的方法，并將其應用于非均勻流中的螺旋槳.他們都用了Betz條件，但其方法只對于均勻流的情況是完全正確的.初始的升力線理論沒有考慮螺旋槳的側斜分布與縱傾分布，而且Lerbs提出的誘導因子法并沒有考
哈爾濱工程大學學報 2012年2期2012-06-23
- CFD技術在無環量圓柱繞流多媒體教學中的應用研究
0CFD技術在無環量圓柱繞流多媒體教學中的應用研究李國威 董金玲遼寧工程技術大學 遼寧阜新 123000CFD技術是當前高等院校多媒體教學的熱門手段和方法，特別是在如流體力學這樣概念抽象，理論性強，與實際流動現象結合緊密的課程中顯得尤為突出。文章應用Gambit，Fluent和Tecplot等相關軟件，對無環量圓柱繞流的流動機理進行數值模擬與分析。目的在于驗證無環量圓柱繞流數學、物理理論的正確性，觀察流動現象，分析產生各種現象的原因。通過研究表明，以直觀演
中國現代教育裝備 2011年7期2011-11-08
- 環量控制尾梁參數對直升機尾梁側向推力的影響
槳設計概念，利用環量控制尾梁提供旋翼反扭矩所需的力，從而取消尾槳，從根本上解決尾槳給直升機帶來的各種問題。其結構簡單，安全性好，改善了可靠性和維護性，減少了直升機的振動和噪聲，使乘坐舒適性得到改善。環量控制由邊界層控制發展而來，指的是后緣為圓弧形的翼型后部上表面開縫，從縫中噴出氣流，挾帶著上面的氣流繞后緣流動，直到后緣附近某點分離，這樣在該翼型上形成環量，產生升力。普通翼型的上表面氣流不可能繞過尖削后緣，而是在后緣分離。環量控制翼型后緣為圓弧形，圓柱［1-
直升機技術 2011年4期2011-09-15
- “電磁場”課程的散度和旋度研究型教學例析
量引出散度，再由環量引出旋度。這種方法建立的模型易于表述，有關通量、散度的內容較易理解；但是，對于環量和旋度，同樣的教學方法卻具有一定的局限性。這是因為作為宏觀量的環量本身就比較抽象，進一步描述微觀的旋度作為有方向的矢量就更不易被學生接受。學生往往不理解為什么旋度有方向，對其方向代表的物理意義理解起來更加模糊。筆者依據研究型教育理論，重新設計了關于散度和旋度的研究型教學模式。本文介紹了這種教學模式主要環節的設計，包括如何引出散度和旋度、如何闡述其物理意義、
電氣電子教學學報 2011年3期2011-03-21
- 基于Visual Basic 6.0的螺旋槳設計及性能預報軟件
，以及升長系數和環量計算方面有所不同，其他設計方法基本一致［9］。本文依據上述理論和方法進行了螺旋槳設計，并在此過程中將兩種方法求得的周向和軸向誘導速度、環量分布和升長系數進行了對比。3.4.1 近似法引入假定：螺旋槳尾流不收縮、忽略徑向誘導速度、總的誘導速度與入流速度垂直等，按照上述假定，軸向和切向誘導速度之間有簡單的三角關系表達式，且與哥爾斯坦函數k相關，Kramer曲線用來作為螺旋槳效率的第一次近似，以便于初步估算螺旋槳的水動螺距角。推力系數：將推力
中國艦船研究 2011年2期2011-03-05