【摘 要】
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研究了一种壁面马赫数分布可控的弯曲压缩面,设计方法基于有旋流特征线法.利用Isight软件分析各设计参数对压缩面性能的影响规律及敏感程度,在CFD计算结果的基础上,建立多项式响应面代理模型,采用NSGA-Ⅱ遗传算法进行多目标优化,基于优化结果设计了二元弯曲激波进气道,并与同等约束条件下的三楔进气道进行比较.
【机 构】
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南京航空航天大学能源与动力学院,南京210016
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研究了一种壁面马赫数分布可控的弯曲压缩面,设计方法基于有旋流特征线法.利用Isight软件分析各设计参数对压缩面性能的影响规律及敏感程度,在CFD计算结果的基础上,建立多项式响应面代理模型,采用NSGA-Ⅱ遗传算法进行多目标优化,基于优化结果设计了二元弯曲激波进气道,并与同等约束条件下的三楔进气道进行比较.
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实现了一种快速的风力机气动特性预测方法.该方法中,采用全自由尾涡模型,以精确计算尾涡对风力机气动特性的影响;应用经典的升力线理论建立叶片气动模型,以通过翼型实验数据考虑黏性效果;采用预估-校正-松弛策略保证尾迹求解稳定收敛.
在中航工业空气动力研究院FL-8风洞中,采用翼型在风洞实验段中竖置全跨方式,对北京航空航天大学风力机叶片BH翼型族的气动性能进行了对比实验研究,实验采用表面测压和尾耙型阻测量技术.结果表明:厚度25％左右的翼型取得较大升阻比,厚度过大的翼型升阻比下降较多;厚度40％翼型受粗糙带影响较大,K+max减小了88％.
基于雷诺平均N-S流动控制方程和结构网格技术,耦合结构静平衡方程,针对风力机叶片气动-结构耦合特点,发展气动力传递技术和变形传递方法,自主研制了风力机叶片静气动弹性分析模块.的研究方法比传统的基于线性气动力的弹性修正手段更加准确,可以为风力机设计软件的发展提供技术支撑.
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利用文献中的实验结果,验证了气膜冷却数值模拟方法的准确性;进行了串联式TBCC单边膨胀喷管二维冷却方案的研究,以缝宽和缝深度等参数为变量,给出了较优的冷却缝的参数组合,针对设计工况下的三维模型进行了数值模拟,在二维数值模拟参数优选的基础上,采用上下壁面同时开缝,只消耗5.42％的冷却气量,可以使得壁面温度均控制在500.℃以下,获得了理想的热防护效果.
利用CFD数值模拟,研究了下壁面为三次曲线构型时,下壁面型线的几何参数初始膨胀角和尾缘角对喷管性能的影响.计算结果表明,在一定范围内随着初始角度的增加,喷管推力系数和冷、热态俯仰力矩差减小;随着尾缘角的增加,推力系数先增加后减小,冷热态俯仰力矩差则是逐渐增大.
提出一种新的超声速进气道附加阻力数值计算方法,可以从数值模拟结果中直接提取相关参数进行计算.通过一个二元进气道附加阻力的计算,验证了数值计算方法的正确性,并讨论了流体黏性对进气道附加阻力计算的影响.将数值方法计算结果与目前的工程方法计算结果进行比对,指出了现有工程计算方法在特定工况下存在的问题,对问题产生的原因进行了分析.
设计了不包括前体压缩段的二维高超声速模型进气道.通过在进气道隔离段出口安装堵塞装置使流动拥塞以产生高反压.采用纹影与高速摄影仪拍摄不同反压大小下进气道不起动流场的结构及其振荡特征,并通过PIV技术获取相应流场的速度场.
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