高速飞行器高压捕获翼气动布局概念研究

针对高速飞行器大容积、高升力、低阻力和高升阻比设计需求,本文首次提出一种带有高压捕获翼的新型气动布局概念.与传统升力体或乘波布局比较,该布局的主要特点为在飞行器机体背风面增加了与来流方向平行的曲面翼,称之为高压捕获翼.在高速巡航飞行条件下,通过合理的配置,高压捕获翼可以捕获来流经机体上壁面压缩后形成的高压区,利用捕获翼上下表面形成的大压力差使飞行器的升力获得大幅补偿.同时飞行器的升阻比可获得大幅提升.此外,当飞行器容积及重量增加时,其上壁面压缩增强,可使捕获翼的升力进一步增大,从而实现升力与重力的自补偿效果.几个概念实例计算结果均表明,增加高压捕获翼后飞行器的升力可大幅提升达30%以上,升阻比提升一般可达20%以上.     

基于遗传算法的磁悬浮列车升力翼的翼型及外形结构优化

翼型对于高速列车升力翼的气动性能影响明显,为进一步提高升力翼的増升性能,对磁悬浮列车升力翼的翼型和外形结构优化很有必要。选用翼型 NACA BR 63-55-12 作为高速列车升力翼的基础?翼型,利用遗传算法与CFD相结合的方法对基础翼型进行优化,对基础翼型和优化后的翼型进行气动性能对比分析,在此基础上建立了升力翼的气动仿真模型,研究了翼尖小翼和支撑杆形状对气动性能影响。结果表明：优化后翼型气动特性出现明显提升,其中升力系数提高23.2%,阻力系数降低0.67%,升阻比提高;升力翼翼尖加装小翼起到增强翼尖涡耗散作用,安装小翼的升力翼其升阻比平均增大约6.7%;升力翼三种截面中椭圆形的支撑杆阻力最小,在三种截面形状中最大。     

折叠式主弹翼气动特性研究

针对制导航弹的气动设计要求,设计了一种前后折叠式弹翼.并使用数值计算和工程计算方法研究前后折叠式弹翼、钻石背弹翼以及后折前张式弹翼的气动特性.计算结果表明:前后折叠式弹翼与钻石背弹翼升力系数在攻角较小时接近,在攻角较大时,前后折叠式翼的升力系数大于钻石背弹翼;前后折叠式弹翼的升阻比最大;后折前张式弹翼的外形滚转阻尼力矩系数最小;钻石背弹翼的外形滚转阻尼力矩系数最大.     

高空飞艇增浮减阻技术研究

为了增加飞艇的体积效率,需要减小飞艇的长细比,但带来飞艇流场的分离问题,引起阻力的增加.发展了一种增加飞艇浮力、减小飞艇阻力的技术途径,即在飞艇中间增加一条通道,将飞艇前面驻点的高压流体通过管道从尾部流出,以便改善飞艇后体的分离程度,从而在增加飞艇浮力的同时,控制飞艇的阻力.通过运用黏性流场的计算分析,研究结果表明:所提出的技术途径在增加飞艇浮力的同时,可以有效地改善飞艇后体的分离,可以为飞艇设计提供一种新的思路.     

钻石背弹翼外形参数对气动特性的影响

定义了描述钻石背弹翼平面形状的2个几何参数,采用模块化方法设计了一组风洞实验模型,进行了风洞测力实验,研究了前、后翼条高度差及其间距对钻石背弹翼气动特性的影响.实验结果表明,前翼条高、后翼条低配置的钻石背弹翼的升力、升阻比比前翼条低后翼条高配置的钻石背弹翼的升力、升阻比大;前后翼条间距对钻石背弹翼气动特性的影响较小.     

微型扑翼飞行器气动机理风洞试验研究

为了对微型扑翼飞行器的气动机理进行研究,利用西北工业大学微型飞行器专用风洞进行了一系列吹风试验。试验中研究了迎角、扑动频率、风速对微型扑翼飞行器气动特性的影响。通过试验得到了关于微型扑翼飞行器气动特性的基本规律,为进一步研究微型扑翼飞行器的气动机理打下了基础,同时也可以为微型扑翼飞行器总体设计提供参考。     

3种不同机翼构型的地效翼气动特性优化实验研究

机翼的几何构型是影响地效飞行器空气动力学特性的重要参数,为改善地效飞行器升力、阻力特性,采用拖曳水槽实验测量了下反前掠翼和具有仿生凹凸前缘下反前掠翼的升力、阻力特性和尾流速度场,并在分析翼尖涡流场结构的基础上从展向流动的角度讨论了机翼升力阻力变化的机理。结果表明,在地效区内,下反前掠结构可以有效改善机翼绕流特性,抑制翼尖涡的形成和发展、增大了涡心距,起到增升减阻的效果,并且机翼越靠近地面,增升减阻的效果越明显。在此基础上,凹凸前缘可以进一步优化机翼绕流特性,降低翼尖涡强度,使诱导阻力减小。在小间隙比、小攻角工况中,带凹凸前缘的下反前掠结构的仿生翼具备最优的航行经济性。上述研究可为改善地效翼的飞行性能并促进地效翼设计理论的发展提供参考。     

格栅尾翼(舵)外形参数对气动特性的影响

为研究格栅尾翼/舵主要几何参数--格数、格壁厚度、格壁前缘倒角对其气动特性的影响,在翼高、翼宽、弦长一定的条件下,设计了一组具有不同格数、格壁厚度和格壁前缘倒角的格栅尾翼模型,进行了风洞测力实验,得到了格数、格壁厚度、格壁前缘倒角对气动特性影响的基本规律.基于对实验结果的分析,提出了适于滑翔增程制导武器采用的格栅尾翼气动外形参数的选择方法及对结构设计和材料的要求.     

飞艇柔性变形对气动特性的影响研究

软式飞艇在低充气内压和来流共同作用下,其整体结构刚度较小,应视为柔性体.飞艇所产生的柔性变形和流场之间的耦合已经成为大家越来越关注的问题.利用数值方法模拟了平流层飞艇外流场和柔性变形的非动态相互耦合作用,并通过风洞实验验证了所建薄膜体变形和流场数值模拟及气动载荷耦合计算模型的适用性.利用该模型进一步确定外流场作用下艇体柔性变形对总体性能的影响,对平流层柔性飞艇的工程应用具有一定的参考价值.     

基于XFlow的仿生扑翼飞行器机翼气动特性分析

通过空间曲柄摇杆结构产生的急回特性来实现仿生飞行器扑翼运动.为了探究仿生扑翼飞行器的气动特性的影响因素,采用玻尔兹曼模型的粒子跟踪方法模拟扑动过程中气动特性,基于计算流体力学仿真软件XFlow对不同翼型、翼展、翼平面形状进行仿真分析并探究对升力和推力的影响.结果表明:翼型弯度和翼展的增大能够增加扑翼飞行器的升力系数,推...     

两种典型覆冰导线气动力特性及稳定性分析

通过节段模型高频天平测力风洞试验,计算了准椭圆形和扇形两种代表性覆冰导线的气动力系数均值、均方根值.基于准定常假设对试验模型的单自由度驰振可能性进行了分析.所得结果为研究类似截面形状覆冰导线的气动特性提供了参考,为进一步计算覆冰导线响应提供了基础数据.     

Aerodynamic configuration optimization by the integration of aerodynamics,aerothermodynamics and trajectory for hypersonic vehicles

The problem of aerodynamic configuration design optimization is a multidisciplinary design optimization （MDO） problem, and recently the MDO method is widely adopted in the field of hypersonic vehicle configuration design. From the aerodynamic point of view, the aerodynamics, aerothermodynamics and trajectory are considered in this paper. Generally speaking, the aerodynamic characteristics, aerodynamic heating and trajectory are determined by the aerodynamic configuration and the design of flight trajectory. The design method considering these three disciplines is proposed. The parametric geometrical configurations are proposed, and the aerodynamic characteristics are predicted by the rapid and effective engineering method. The optimization of aerodynamic configuration considering the integration of aerodynamics, aerothermodynamics and trajectory is investigated based on the parametric geometrical configuration. Maximum lift-to-drag ratio, maximum range of the trajectory and minimum total heat load of the stagnation point are chosen as the three optimal goals. The detailed research indicates that the optimal configurations and trajectories with different weighting factors can be obtained by the optimization, and there are obvious differences between them. The optimal configuration and flight trajectory obtained by the optimization can be used as the feasible schemes in the future work.     

沉浮运动对翼型非定常气动力的影响

采用计算流体力学的方法,建立了针对翼型动态失速数值模拟的数值计算模型,分析沉浮运动对翼型非定常气动力的影响。通过与NACA0012翼型的俯仰运动风洞实验数据进行比较,模型在轻度失速和深度失速状态下的模拟结果与试验值吻合较好,验证了本文数值计算模型的准确性和可行性。将NACA23012翼型的沉浮运动等效为俯仰运动,两种运动方式计算得到的翼型升力特性很接近,但力矩特性差异明显,随着沉浮幅值和来流马赫数的增大,力矩特性差异进一步扩大。增加沉浮幅值,俯仰和沉浮运动气动力矩的阻尼作用明显增强,增大来流马赫数,力矩阻尼作用减小,并在0.85马赫数状态下出现力矩发散现象。     

配置管理及其在轨道客车制造业中的应用

随着轨道客车技术的不断发展,我国已进入了高速动车组时代。高速动车组在设计、生产、制造、维护过程中的技术纷繁复杂,使得产品的设计图纸、工艺方案等技术文件难于管理。另外,由于各种因素造成的技术变更数量也比以往多,如果没有一套完整的体系,将会导致产品技术状态失控。为了解决现有技术管理体系中存在的问题,我们引入了配置管理,也就是技术状态管理,它能有效地对产品技术文件版本、变更等进行控制,从而保证产品的质量。本文着重论述配置管理的概念、功能、具体的管理过程以及在动车组生产管理中的应用。     

毛细管粘度计测量全血粘度的管径效应修正

用毛细管粘度计测量全血粘度是一种简便经济的医学检验方法,但所测得粘度常随所用毛细管的不同,特别是随管半径不同而变化。本文考虑了生物力学中的F(?)hraeus-Lindqvbt效应,提出一种新的数据处理方法,用下式可以较好地拟合全血表观粘度μ_a与管半径a之间的关系: 1/μ_a=D_1+D_2/a, 式中D_1和D_2是常数,与毛细管半径无关。     

洛仑兹力与安培力关系问题的讨论

文中以金属导电的电子论为基础，详尽讨论了导体相对磁场静止、运动等各种情况下的洛仑兹力与安培力的关系问题，进而从安培力作功与洛仑兹力不作功指出其联系与区别。     

四棱三植株再生

本文研究了四棱豆成熟叶片、茎段的组织培养,从茎、叶的愈伤组织中分化出了再生苗。并研究了不同激素比例和外植体在诱导和分化中的不同表现,以及诱导培养基对于分化的影响,筛选出愈伤组织诱导和分化的最适培养基。     

高速列车空气动力制动会车动力学性能

采用流体力学模拟两列高速列车以400km·h-1速度交会时工况,计算列车气动载荷,并结合高速列车动力学模型研究会车工况下制动风翼板开启对列车动力学性能及运行安全性影响.结果表明:交会时列车横向及垂向位移及振动加速度均增大;与未采用空气动力制动相比,制动风翼板开启后车体振动加速度、列车最大脱轨系数、轮重减载率等均发生变化,但其运行安全性指标均在合格范围内.     

对液体表面张力的微观解释的几点商榷

1 在液态中,在某种情况下,当温度一定时可认为分子处于静态平衡位置。本文认为,表面张力是由液体表面层分子受到一个指向液内的合力所引起的以及表面张力是由液体表面层分子受到一个指向液内的合引力所引起的提法都不完善。 2 本文论证了在表面层分子从各个方面所受的斥力不相同,从而提出了表面层分子所受的斥应力不具有各相同性的假定。 3 本文从暂态过程作出了分子从表面层下方移到上方时的受力分析,并依托正势能与负势能的变化,从力和能的角度来说明液面具有附加势能(自由能),从而分析了液体的表面现象。 4 根据排列规则,并充分考虑到了斥力作用,以水为例作了粗略计算,从而得出液体表面层切向上的相互作用的合引力大于相互作用的合斥力,说明了表面张力在宏观上是一对沿切向上的相互作用的引力。综上所述,在解释表面张力的微观机制时,不应该忽略斥力作用。     

平流层飞艇再生能源能量平衡的关键技术分析研究

介绍了平流层飞艇再生能源系统的构成及功能,在再生能源能量平衡分析中建立了太阳电池阵列在平流层飞艇曲面铺装的模型和能源闭环模型,分析了能源消耗构成和全天24 h的能量平衡;且实现了太阳电池输出功率的可视化仿真。结果表明平流层飞艇能够在全天实现能量平衡。分析了能源系统的关键技术参数对能源系统的影响,结果显示:锂电池能量密度、太阳电池转换效率和锂电池充电效率是平流层飞艇能源系统的最关键技术参数。研究结果为平流层飞艇能量平衡分析方案论证和方案设计提供参考。