环量
- 基于环量控制的无尾飞翼俯仰和滚转两轴无舵面姿态控制飞行试验
合性能提升。射流环量控制对机翼后缘固定几何型面进行操作，引入压缩气体产生高速射流，在柯恩达效应作用下射流偏转并附着在弯曲的壁面产生“虚拟舵面”，高速射流裹挟外界自由流加速并发生偏转［6-8］，改变机翼表面的压力分布，获得飞行控制所需的操控力和力矩。在不需要升降舵、副翼等大载荷活动部件的情况下实现无舵面飞行控制，减小机体结构、机械驱动系统等的复杂度和重量［2，8-10］。美国从20世纪70年代就开始环量控制技术研究［11-15］，目的是实现低速条件下的环量增
航空学报 2023年18期2023-10-17
- 振荡射流控制方法在无舵面飞行控制中的应用
面飞行控制技术—环量控制（circulation control）技术和流体推力矢量（fluidic thrust vectoring）技术。2019 年，BAE 系统公司与曼彻斯特大学合作，设计制造了名为“MAGMA”的飞翼布局无人验证机，旨在探索新型无舵面飞行控制技术在未来无尾飞机上的应用。MAGMA 没有采用DEMON 的单独供气方案，而是采用了更贴近实际的发动机供气方案，并且将尾缘的康达射流提升至超声速[3]，其成功试飞使环量控制和流体推力矢量技术
实验流体力学 2023年4期2023-09-25
- 基于变环量设计的混流泵叶轮多工况优化
数作为设计参数的环量法具有参数与水力性能联系紧密[2]以及叶片角分布更加多样[3]等优点,其有效性已在水泵、水轮机、风机、压缩机和喷水推进器等[4-10]领域的设计优化中得到广泛证明。在众多有关环量法的研究中,文献[11-13]指出,轮毂及轮缘处环量沿轴面流线方向的偏导数 (载荷) 为环量法的核心,其分布形式与流场及叶片形状直接相关;文献[14-16]指出,在环量法中,通过控制叶片尾缘倾角,有利于混流泵叶轮内部二次流与流动分离现象的抑制。因此,在过往的大多
农业机械学报 2023年9期2023-09-23
- 中等展弦比飞翼布局无人机后缘射流滚转控制
面积［3］。后缘环量控制作为一种典型的主动流动控制技术，在机翼后缘射出一股切向流动，在柯恩达效应作用下，射流附着于后缘凸曲面（Coanda表面），并夹带周围流动绕Coanda表面偏转。流线偏转使翼型产生气动型弯曲，改变翼型的环量，进而增大或者减小翼型升力。左右机翼后缘差动射流可实现对飞行器的滚转姿态控制，具备取代传统副翼的潜力。与传统舵面相比，除显著提升飞翼布局隐身特性外，环量控制设备还具有体积小、重量轻、可靠性高［4］和气动噪声小［5］等优点，因而受到广
航空学报 2023年10期2023-06-27
- 基于数值模拟的飞机近场尾涡特征参数计算
计算，即初始尾涡环量Γ0和初始尾涡间距B0：式中：ny为飞机的法向过载；W为飞机重量；ρ为飞行高度上的空气密度；V∞为飞机飞行速度；b为机翼的翼展。2.1 涡核位置和涡核间距飞机的尾涡可以简化成两个旋转方向相反的涡旋，涡旋中心存在一个涡核。涡量是描述尾涡运动的一个矢量[15]，本文通过寻找涡量最大值的方法来确定涡核的位置，其中涡量ω的表达式见式（4）：式中：ωx=∂w/∂y−∂v/∂z为x轴涡量分量，ωy=∂u/∂z−∂w/∂x为y轴涡量分量，ωz=∂v/
空气动力学学报 2023年5期2023-06-16
- 环量控制扑翼式获能器气动特性的数值研究
2%［6-8］。环量控制（circulation control）是一种常见的主动流动控制技术。该技术通过在翼型圆弧后缘两侧表面设置切向射流，利用流体在曲面外表面流动时产生的柯恩达效应，推迟边界层流动分离，增加翼型环量，进而提高翼型的升力［9］。Frith等［10］尝试用环量控制器替代传统飞机的操纵舵面进行试验，探究应用环量控制技术操纵飞机的可行性。齐万涛等［11］发现双射流环量控制器在较低的动量系数下可实现飞机姿态控制功能，增加其纵向稳定性，并能够显著提
能源研究与信息 2023年1期2023-06-08
- 基于柯恩达效应的飞翼布局环量控制研究
恩达效应[1]。环量控制翼型/机翼的出现代表了柯恩达效应在外流空气动力学中的成功应用。早期研究主要是利用环量控制技术提高机翼升力,实现短距起降。环量控制翼型/机翼通过在上表面近后缘处切向吹气来推迟边界层的分离,从而改变翼型后缘的驻点位置,改变绕翼型的环量,进而对升力进行控制[2]。与传统的高升力装置相比,环量控制技术具有作动简单、质量轻以及活动部件少的优势[3]。国外在环量控制增升技术领域起步较早,取得了丰富的成果,并在高升力飞行器中得到了应用,如美国的B
西北工业大学学报 2022年4期2022-09-09
- 中低空太阳能无人机高效螺旋桨设计方法
距'及桨叶的最佳环量分布。在螺旋桨桨叶径向处，当叶素环量产生Δ的增量扰动时，分别给螺旋桨带来Δ和Δ大小的拉力与扭矩的增量变化，将这一增量带来的有用功与吸收能量的比值用能量比表示为由涡流理论可知，Δ的环量增量带来的拉力及扭矩的变化分别为将式（2）～式（3）带入式（1），可得：要使得螺旋桨效率最高，需要在值大的地方增加环量，在值小的地方减小环量。因此螺旋桨环量分布最优的条件是值在桨叶展向方向保持不变。根据图1速度分解几何关系可以得到：由式（5）和式（6）可得：
航空工程进展 2022年4期2022-08-11
- 宽速域飞翼布局后缘射流滚转控制研究
RCS)。后缘环量控制射流是指在机翼后缘沿切向射出一股流动。根据柯恩达效应，射流附着于后缘凸曲面，即柯恩达表面，并夹带边界层流动同样绕柯恩达表面偏转一定角度。流线的偏转使翼型产生气动型弯曲，从而改变翼型的环量和升力。左右机翼后缘不同射流组合方式可实现不同姿态控制，其中以滚转控制效果最佳。后缘环量控制射流作为一种典型的主动流动控制技术，具备代替传统舵面进行姿态控制的潜力[2]。相比舵面，后缘环量控制射流应用于飞行器姿态控制具备诸多优势[2-4]。首先，无须
国防科技大学学报 2022年4期2022-08-06
- 基于分布式合成双射流的飞行器无舵面三轴姿态控制飞行试验1)
行控制领域,包括环量控制[1-6]、推力矢量控制[7-10]、分离流控制[11-15]等,极具应用价值.主动流动控制技术目前已在飞行器中得到了广泛验证.英国曼彻斯特大学Crowther 团队[5]于2005 年设计了Tutor 飞行器,利用电动空气压缩机驱动的射流环量控制激励器取代副翼,实现了滚转姿态操控;2010 年,该团队联合BAE 公司研发并试飞了DEMON 飞行器[16],利用辅助动力单元驱动的射流环量控制装置取代升降舵及副翼,并通过发动机引气同向
力学学报 2022年5期2022-06-16
- 脉冲射流对环量控制翼型气动性能的影响
，国内外陆续使用环量控制技术来解决这个矛盾［1］。环量控制技术的发展是备受关注的主动流动控制方式之一。这种流动控制是指在机翼钝后缘表面开缝，在后缘上喷射切向射流，利用Coanda效应（压力与离心力的平衡使射流沿着后缘曲面流动），射流与外流混合后绕曲面外形流动，使流线偏折，并增大绕流速度，增加气流绕翼型的环量。由库塔儒科夫升力定理可知翼型升力会增加［2-3］。风洞试验和数值仿真的结果表明，环量控制技术对圆形Coanda后缘稳定切向吹气具有明显的气动效益，对缩
北京航空航天大学学报 2022年3期2022-03-29
- 双射流环量控制翼型的控制力矩特性研究
术包括合成射流、环量控制、等离子体激励器等［2］。相比之下，环量控制技术能够产生较大速度的射流，可用于干预附面层流场达到控制分离的效果，从而影响飞机的气动性能，适用速度范围较广，相较于传统舵面而言能够达到相当、甚至更佳的增升效果。基于Coanda效应［3］的环量控制技术，通过在翼型后缘上下表面设置缝隙的手段，对翼型近壁区施加切向射流，对后缘流场形成局部扰动，射流与外流相互混合，在黏性力作用下，高动量的射流持续向附面层注入能量，带动流线偏折，使得翼型气动弯度
北京航空航天大学学报 2021年12期2022-01-15
- 环量分布对基于反问题设计的混流泵优化结果的影响
，袁寿其，郑云浩环量分布对基于反问题设计的混流泵优化结果的影响李彦军，王梦成，袁建平，袁寿其，郑云浩（江苏大学国家水泵研究中心，镇江 212013）为定量研究叶轮出口环量分布对导叶式混流泵优化结果的影响，该研究在试验验证数值模拟准确性的基础上，以反问题设计为基础，结合最优拉丁超立方抽样法，径向基神经网络模型和多岛遗传算法，以0.8des、1.0des和1.2des处泵段加权效率为优化目标（des表示设计流量），以1.0des处扬程变化小于3%为约束条件，在
农业工程学报 2021年20期2021-12-30
- 基于蒙特卡洛仿真的高空尾涡运动特性
尾涡一般使用涡旋环量Γ表示其强度。根据圆柱绕流气动力知识，机翼微元上的升力计算公式为：l(x)=ρ∞v∞Γ(x)(1)式中：ρ∞为大气密度；v∞为飞机真空速；Γ(x)为翼剖面附着涡环量；x为翼剖面与飞机纵轴之间的距离。对整个翼展积分，飞机升力L的计算公式为：(2)式中：B为飞机翼展。对于后掠翼飞机，翼剖面环量的计算公式为：(3)(4)所以，得尾涡初始强度计算公式如下：(5)式中：n为飞机法向过载；W为飞机质量。由上式可以看出，尾涡初始环量的大小与飞机质量、
空军工程大学学报 2021年5期2021-12-22
- 环量控制翼型非定常气动力建模
技术应用中，使用环量控制技术作为主动流动控制的解决方案越来越引起人们的注意［1-2］。环量控制技术是指在翼型后缘表面开缝以形成沿着物面切向的射流，用以增加沿着翼型表面的环量，进而增加升力［3-4］。风洞试验和数值仿真结果表明，环量控制技术能够大幅度提高翼型升力，并在高升力条件下改善升阻比［5-6］。环量控制技术最初就是因为其卓越的高升力性能而引起关注，经过八十多年的发展，该技术逐渐在无尾飞行器的气动力控制、风力涡轮机的载荷控制、降低噪声、降低飞行器结构质量
北京航空航天大学学报 2021年10期2021-11-18
- 内吹式襟翼控制机理和失速特性
方面有较大不同。环量控制是第三种增升方式，类似上表面吹气，利用柯恩达效应[4]，即流体在曲面外形上的附壁效应，使流动沿着物面切线的方向发生偏转，通过高能量射流控制附面层内的流动形态，使绕翼型的流动产生很大的环量,从而获得高升力。早期环量控制翼型[5-7]的设计采用圆形或近圆形尾缘，在不需要传统襟缝翼的情况下，就可以获得较为可观的增升量。较大的尾缘半径可以显著增加升力，但在巡航时，厚度较大的钝形尾缘产生不可忽略的附加阻力；较小的尾缘半径可以满足气动设计对巡航
空气动力学学报 2021年5期2021-11-13
- 高空巡航阶段的飞机尾涡流场演化特性研究
尾涡一般使用涡旋环量 Γ表示其强度，环量为流体的速度沿着一条闭曲线的路径积分。在尾涡刚刚形成时，初始环量 Γ0取决于飞行中飞行器的重量、真空速、大气密度和翼展，Γ0的计算公式如下：式中:m为 飞机质量，g为 重力加速度，ρ∞为大气密度，V∞为飞机飞行真空速，b0为翼尖尾涡的初始涡核间距，通常为 πB/4，B为飞机翼展。1.2 尾涡快速仿真计算模型通过对尾涡基本演化机理的分析，结合大量实验数据（尾流直接探测、数值模拟）建立的计算模型能相对准确地对尾涡流场参数
空气动力学学报 2021年4期2021-09-17
- 基于数据同化的飞机尾流行为预测
致涡心位置和速度环量等趋势预测与尾流实际演化趋势存在偏差，进而影响了飞机尾流行为预测的准确性和鲁棒性[13,14]。在此基础上，Pruis等人[15]提出综合运用多个预测模型，给出尾流演化的概率性预测结果，但这种综合方法仍然依赖于初始气象条件的设置，未能解决气象条件实时变化的问题。Schöenhals等人[16]提出应用数据融合的方法，利用线性卡尔曼滤波或扩展卡尔曼滤波对尾流演化过程中预测和实测数据之间的误差进行估计并对预测数据进行修正，但其仍以经典D2P
雷达学报 2021年4期2021-09-02
- 汽轮机切向进汽蜗壳设计方法研究
法有很多，包括等环量、等速度、变环量等。其中等环量设计是目前应用最广泛的，本次研究将采用等环量、等截面以及线性收缩3种手段来设计汽轮机进汽流道，并对其性能进行对比。等环量设计方法[3-4]是一种应用广泛的蜗壳设计方法，该方法假设蜗壳内部流动环量相等(cuR=C)，截面形状和进口流量确定后，通过在任意横截面建立质量守恒方程，求解出截面特征尺寸。以圆形截面为例，图1给出了任意角度横截面特征尺寸示意。图1 任意角度横截面尺寸示意图基于上述假设，通过任意横断面的流
热力透平 2021年2期2021-07-20
- 环量控制机翼增升及滚转控制特性研究
广泛应用[2]。环量控制(Circulation Control)技术作为流动控制的方式之一，通过在机翼后缘吹气形成柯恩达(Coanda)效应来改变环量，实现对飞行器的增升减阻和姿态控制，具有使用简单、重量轻和易于实现等优势[3]。环量控制技术原理如图1所示，将常规机翼的尾缘变为带有曲率的圆弧，机翼内设置高压腔室，在上翼面和尾缘的交接处开设带有高度的气缝，由高压腔室经过导流装置从气缝沿切线方向喷射气流，该射流沿着圆弧曲面流动，在圆弧的表面具有边界层性质，之
空气动力学学报 2021年1期2021-06-23
- 定常升阻力普适理论的特色和升力的物理来源
Γϕ和Qψ分别是环量和有旋尾流的入流,详见下面的2.1 节.远场理论包括建立复杂流场在接近无穷远处的衰减规律以及精确的合力公式,这是CFD 和EFD 够不着而只能依靠解析方法的领域.它们为所有近场理论的公式提供了检测的标准,也为在CFD 中设置远场边界条件提供了判据.然而,环量和入流的取值不由远场理论本身决定,而要结合近场理论根据具体流动状态给出.可以说,远场理论提供了战略目标,而近场理论做战术实施.长期以来,远场合力理论一直停留在低速不可压流.虽经几代人
力学进展 2021年1期2021-04-19
- 基于激光雷达探测的飞机尾流特征参数反演系统
块和飞机尾流速度环量估计模块。系统流程如图1所示。系统数据分析和处理流程可概述为：首先通过激光雷达回波模块产生回波信号，或者通过雷达实测数据接收模块接收回波信号；然后通过飞机尾流涡心定位模块对飞机尾流进行定位得到飞机尾流的涡心位置、涡心间距和涡心轨迹等特征参数；最后，对定位得到的飞机尾流进行速度环量的估计，得到飞机尾流的强度信息。图1 飞机尾流特征参数反演系统流程图Fig.1 Flow chart of aircraft wake vortex param
雷达学报 2020年6期2020-12-31
- 基于主动流动控制技术的无舵面飞翼布局飞行器姿态控制
最为广泛的是射流环量控制技术，该技术最早由Davidson在1962年提出[4]，20世纪70～90年代有大量的学者对射流环量控制技术进行了诸多的基础研究[5-8]。20世纪70年代美国海军将射流环量控制技术用于A-6A 起降阶段增升，1976年弗吉尼亚大学也用射流环量控制实现增升，效果显著。2005年曼彻斯特大学试飞了采用射流环量控制进行滚转控制的Tutor无人机，2008年该团队又试飞了采用射流环量控制技术控制俯仰和滚转的完全无舵面无人机DEMON[9
航空学报 2020年12期2020-12-28
- 基于定常RANS方法的螺旋桨毂涡结构分析
提出求解最佳径向环量分布的变分法时认为叶根处某一桨叶压力面与相邻桨叶吸力面发生压力中和，造成叶根处升力为0。Kerwin[2]采用镜像涡的办法近似处理桨毂，并认为螺旋桨根部存在环量。孙文愈[3]将面元法计算的桨毂诱导速度加入变分法求解最佳环量中，得到的最佳环量分布在叶根处存在负荷。Brizzolara[4]的计算结果也得到了相同的结论。Hong[5]和Shin[6]采用CFD数值模拟技术分析了螺旋桨环量分布形式，结果均显示桨叶根部存在负荷。Jessup[7
舰船科学技术 2020年5期2020-11-27
- 叶轮出口环量非线性分布条件下混流泵性能研究
叶轮出口翼展方向环量分布形式对混流泵性能的影响，本文以应用于南水北调东线工程中比转数为510的混流泵叶轮为基础模型，在不改变其轴面投影图和叶片厚度分布规律的基础上，保持流线方向载荷控制参数不变，对比分析17种不同翼展方向环量分布形式对混流泵外特性及内流场的影响规律，以期为混流泵的反问题设计提供参考。1 反问题设计1.1 反问题设计理论基础全三维反问题设计最早由文献[16-17]提出，文献[18-20]基于势流理论对其进行了进一步发展,并通过引入阻塞因子提出
农业机械学报 2020年11期2020-11-24
- 不同转速对轴流泵装置水力性能的影响研究
叶轮进出口截面的环量分布。本文研究为水泵装置在运行工况变化下进行转速调节提供参考。1 计算模型及参数本文研究对象为某低扬程轴流泵模型装置，计算域包括进水流道、泵段、出水流道，如图1所示，主要参数如表1所示。泵装置三维模型在UG软件中进行建模与装配。本文对轴流泵装置在叶轮转速从1461r/min到731r/min中六种转速下的最优工况进行分析。表1 轴流泵模型装置基本参数Table 1 Parameters of the axial-flow pump mo
水电与抽水蓄能 2020年4期2020-09-28
- 等-变环量设计叶片轴流风机性能研究
设计方法的等-变环量设计方法，并对其进行试验与数值模拟分析，为低压轴流前掠风机的叶片设计提供依据。1 等-变环量设计气流参数及外特性分析1.1 等-变环量设计思路轴流风机的设计方法有很多，按照气流参数沿叶片高度方向的变化规律不同，轴流风机的设计方法可以分为等环量设计与变环量设计。等环量设计忽略占次要地位的径向流动，将气流绕叶片的流动简化为绕诸多截面不掺混的流动；变环量设计气流参数沿叶片高度分布不再满足“cur=Const”的假设，通过设置变换量指数来考虑叶
流体机械 2020年7期2020-09-10
- 基于大涡法泵站进水口涡流特性研究
涡两种典型涡流的环量来验证模拟。由图2～3可以直观的看出模拟数值与实测数值环量的变化趋势接近，模拟结果的数值略大于实测数值，且环量的变化率高于实测数据计算的数值。这一结果表明本文选用的嵌入式大涡法模型模拟结论与模型实验的结论大致相同，故可在模拟结论的基础上进行下一步的分析。图2 附底涡环量对比示意图3 表面涡环量对比示意3 涡流水力特性研究3.1 进水池涡流分类实验时，对进水池周围壁面位置进行拍摄，每秒拍摄3对单次曝光照片。实验时通过调节吸水管流量和水位高
广东水利水电 2020年4期2020-05-05
- 流场非均匀性对非平面激波诱导的Richtmyer-Meshkov不稳定性影响的数值研究*
匀流场中的涡量及环量分布，揭示了非均匀流场中RM不稳定性产生及演化机理。同时，Bai等[10]通过数值模拟两种非均匀流场中平面激波诱导的RM不稳定性现象，发现：在线性阶段或弱非线性阶段，界面扰动增长强烈依赖于初始流场非均匀性；而在非线性阶段，该依赖性逐渐减小。可以发现，Bai等[7,10]、Xiao等[8]、肖佳欣等[9]侧重研究流场非均匀性对平面激波诱导产生的RM不稳定性演化的影响。然而，Ishizaki等[11]、Kane等[12]、Zou等[13]和
爆炸与冲击 2019年4期2019-06-05
- 共流吹气技术发展与应用研究
研究和应用。1 环量控制技术的应用历史及进展环量控制技术可在增升方面显示出优秀的性能，该项技术的工程应用源于1976年。当年西弗吉尼亚大学为了探索环量控制技术的工程应用效果，设计了采用如图1所示的机翼截面形式的验证机，并开展飞行试验验证了环量控制技术的增升效果[8]。1985年，N.Wood等[9]利用实验模型(如图2所示)研究Coanda表面局部半径、射口尺寸等参数对环量控制翼型的作用效果，他认为射流与附面层掺混可以推迟附面层分离并使驻点后移而增强环量控
航空工程进展 2019年2期2019-05-07
- 基于模式函数和变分法的螺旋桨最佳环量计算方法
效率主要由其径向环量分布决定。开展螺旋桨最佳径向环量的研究可以从机理上给出提高推进器效率的方向。因此以效率为目标的螺旋桨最佳环量计算一直是螺旋桨设计研究的一个重要内容。螺旋桨最佳环量的计算方法是伴随着升力线理论的发展而提出的。早期，Betz发展螺旋桨升力线理论时，根据在效率较高处增加环量，在效率较低处减小环量的思想，Betz得出了敞水条件下最佳环量分布条件。Lerbs[1]首次提出了求解最佳环量分布的变分法，建立了优化方程式，限于当时的计算条件，未能在计算
舰船科学技术 2019年3期2019-03-30
- 大型飞机平尾翼尖涡对后体涡系影响的实验研究
翼尖涡涡心位置与环量的变化曲线(v=25m/s)环量是表征涡旋强度的重要物理量，定义为涡量在指定区域内的面积分Γ=∬SωXdYdZ(6)对于积分区域(即涡边界)的确定，利用Q准则[19]，对每个涡取Q>5000的区域进行积分。对于前文中涡核中心的计算，也采用相同的区域。考虑到后体涡系结构的对称性，取对称涡的环量的绝对值，并对其进行无量纲化，即(7)式中，v为来流速度。图6(c)为APV与HTV无量纲环量沿X方向的变化曲线。对于单独后体，APV环量沿流向逐渐
实验流体力学 2018年4期2018-11-15
- 非线性环量分布对泵诱导轮性能的影响
。本文按照非线性环量分布，在已有模型泵的基础上，设计与之匹配的新型诱导轮，通过数值模拟的方法探究非线性环量分布对诱导轮性能的影响。1 诱导轮设计文献[13,14]中诱导轮的设计方法，类似于流线法设计轴流泵叶片，设计步骤如下：根据已知条件，确定基本性能参数；计算确定几何结构尺寸；确定诱导轮叶片轮缘进出口安放角；给定轮缘型线变化规律，设计轮缘型线；给定出口流型，计算轮毂型线。本文在上述设计方法的基础上，通过采用非线性环量分布的出口流型，设计了与原型泵匹配的诱导
中国农村水利水电 2018年9期2018-10-12
- 基于激光雷达回波的动态尾涡特征参数计算
模型1.1 尾涡环量模型飞机尾涡的强度一般用涡旋环量Γ来表示。在理想无黏气体中，流场内的环量处处相等且保持不变。但通常情况下，在涡旋中心处受到空气黏性影响较大，其环量为零，而且涡旋环量随着时间的变化也会逐渐减小。同时，由于相互之间的诱导作用和重力因素，涡旋形成之后会一边旋转扩散一边下降。在尾涡刚刚形成还没有扩散衰减时，初始环量Γ0取决于飞机的质量、速度、翼展等参量[15]：(1)1.2 尾涡速度模型尾涡旋转速度直接关系着尾涡的形状、大小和演化进程。尾涡速度
武汉科技大学学报 2018年5期2018-10-08
- 高鲁棒性的螺旋桨片条理论非线性修正方法
多的流场信息，如环量分布及诱导速度场，在这方面基于片条理论的研究也有所欠缺。在极端工况下，如静止及高前进比状态，实践证明片条理论的计算稳定性和环量预测精度都将下降，这是由于理论公式中存在着解的不确定性问题。因此，需要对片条理论计算稳定性和环量分布的特性进行更加深入的研究。另一方面，在片条理论中，叶素的气动特性将直接影响所得螺旋桨的气动特性，螺旋桨的非线性特性主要由叶素的非线性体现，因此在计算时需要考虑叶素的大跨度、多重非线性的因素。例如，当在悬停状态时，螺
航空学报 2018年8期2018-08-29
- 内吹式襟翼环量控制翼型升力响应特性
翼来控制升力,而环量控制翼型可以使用射流通过控制射流分离点来控制升力。对于上述这两种情况，升力都是由于前缘和后缘驻点位置变化，改变了翼型的环量引起的[1]。柯恩达效应就是流体的附壁效应，即流体有沿着物面切线方向运动的能力。柯恩达在20世纪30年代首次对该现象提出了物理解释，只要施加足够的径向压力梯度来克服流体的离心力，流体就会附着，流动保持平衡[2]。柯恩达效应有很多潜在的应用：减阻、分离控制、推力偏转、降噪和绕翼型的环量控制等[3-6]。这些应用可以显著
航空学报 2018年7期2018-07-31
- 离心风机叶片三维反问题优化设计
。也分析了不同的环量以及一系列的指标参数间，交互过程中出现的对叶轮最终成效的影响，时轮的最终效率有较大影响，轮像地方的环量分布的形式对时轮效率影响则是非常重大的。关键词：离心风机反问题CFD优化设计1.前言：把叶轮效率当做最后结果的最终优化目标，以环量分布的分析参数当做优化设计中的能动变量，控制相对参数，各种指标参数间交互过程中出现的对叶轮最终成效的影响，轮像地方的环量分布的形式对时轮效率影响则是非常重大的，时轮的最终效率有较大影响。本文以三维反问题设计方
科学与技术 2018年16期2018-05-16
- 侧风条件下短舱进气道地面涡数值模拟
需要计算地面涡的环量Γ，定义式为式中：V→为沿着闭合曲线的速度矢量，根据Stokes公式可得处理数据需要对环量进行无量纲化，无量纲环量Γ*表达式为式中：Dl为进气道中径；Vi为进气道出口截面平均速度。若同时存在正、负环量的地面涡（1对转动方向相反的地面涡），总环量的计算方法为因为地面为无滑移边界，因此涡量为0，对涡量进行分析需要创建1个包含涡量数据的平面。根据Murphy[5]的结论，该截面距离地面的高度h满足关系式式中：Dl为进气道中径，该面即为文献[5
航空发动机 2017年6期2017-06-21
- 无尾桨直升机航向操纵系统参数影响分析
其中的一个部件-环量控制尾梁，分析时无法考虑部件间的相互影响规律与整体特性。建立了包括旋翼和航向操纵系统的三维CFD计算模型，在验证模型正确性后，对其参数影响进行了计算与分析。突破传统二维建模只分析尾梁截面特性只关注动量系数的方法，基于三维建模优势，考虑部件间的综合影响。开展了尾梁长度、喷气舵喷口面积、风扇增压与狭缝形状等参数对机身航向稳定性的影响分析，得到了一些参数影响规律，为后续设计和研究提供了依据和参考。无尾桨直升机；航向操纵系统；环量控制；CFD；
直升机技术 2017年1期2017-04-10
- 基于鱼体结构的仿生型液力变矩器叶片环量分配规律
型液力变矩器叶片环量分配规律刘春宝1，2，刘长锁1，马文星1，杨化龙1(1.吉林大学 机械科学与工程学院，吉林，长春 130022；2.吉林大学 工程仿生教育部重点实验室，吉林，长春 130022)提出了一种基于鱼体结构的液力变矩器叶片环量分配规律.该方法利用逆向工程方法提取了鱼类体型的元素，提出了液力变矩器各叶轮叶片的仿生多项式环量分配方案，设计出了类鱼体的仿生叶片.通过采用Smagorinsky亚格子应力模型的分离涡模拟，分别对仿生叶片和原始叶片的流道
北京理工大学学报 2016年9期2016-11-24
- 旋度概念的从头构建法
003)矢量场；环量面密度；旋度在矢量分析和场论中，旋度理论是建立在斯托克斯公式基础之上的，旋度概念的建立颇费周折[1].另外，旋度的确切含义也往往阐述得不清楚[2].更由于采用了不良的符号系统，导致公式不容易记忆，与物理学的衔接较差，导致电动力学、电磁场理论这些课里还须重讲旋度理论，造成了精力浪费.本文将通过新的途径，从根基上讲清楚旋度概念的由来和确切含义.并且指出计算矢量场沿无穷短线段的线积分时人们常犯的错误.1 矢量场沿无穷小平面回路的线积分矢量场f
大学物理 2016年3期2016-10-15
- 速度环量对大型轴流泵站水力性能的影响
鹏，吴远为速度环量对大型轴流泵站水力性能的影响燕浩，刘梅清，赵文胜，林鹏，吴远为(武汉大学动力与机械学院，湖北武汉，430072)为了研究大型轴流泵装置内部由空化引起的有旋流动对机组水力性能的影响，基于SST(shear−stress transport)−湍流模型，应用Rayleigh−Plesset模型对泵站内部空化进行描述，并用速度环量分别对非空化和空化2种状态的有旋流动进行计算，结合模型泵试验研究等方法对泵内有旋流动进行分析。比较2种工作状态下流
中南大学学报（自然科学版） 2016年6期2016-10-12
- 无尾桨直升机发展综述
用的关键技术，即环量控制技术，并对其发展与国内外研究现状进行了归纳与总结。无尾桨直升机的发展无尾桨直升机NOTAR（NO Tail Rotor）是直升机技术的新发展，是直升机反扭矩系统的新概念。取消了常规构型直升机的尾桨，利用独特的航向操纵系统——环量控制尾梁和尾部喷气舵，来提供平衡旋翼的扭矩和控制直升机航向所需的侧向力。进而预防了由于尾桨引发的飞行事故，并减小直升机噪声。由于其结构简单、安全性高、维护性好、振动和噪声小，因此受到了直升机研发人员和用户的普
中国科技信息 2016年13期2016-08-01
- 环量控制技术研究
100083特约环量控制技术研究朱自强*， 吴宗成 北京航空航天大学 航空科学与工程学院， 北京 100083未来军/民运输机的高性能要求促使近年来环量控制技术正成为研究的新热点。本文简单介绍了环量控制研究的进展；深入讨论了包括二维环量控制翼型标模和CCA/OTW (Circulation Control Airfoil/Over the Wing)实验、半模型子系统实验和三维翼身融合体全机实验等可供CFD验证用的NASA实验研究。 在2个尺寸相近的风洞中
航空学报 2016年2期2016-02-24
- 轴流通风机等环量分布值的求定
公司轴流通风机等环量分布值的求定吴秉礼/长春花园机械有限公司贺威杨明/沈阳鼓风机集团股份有限公司推导建立了轴流通风机等环量分布值的计算关系式，讨论了诸因素对环量值的影响；同时给出了压力系数与轮毂比的近似关系式。轴流通风机；等环量值；计算与讨论0 引言轴流通风机空气动力设计是在给定流量、压力的条件下，确定叶轮直径、轮毂比和工作转速的最佳匹配；选定翼型及其升力系数沿径向分布；通过一定的理论计算方法，设计计算出动、静叶片的叶型，即叶片宽度、厚度、扭曲角度沿径向的
风机技术 2015年4期2015-05-02
- 直升机环量控制尾梁截面形状分析
0016）直升机环量控制尾梁截面形状分析李家春＊，杨卫东（南京航空航天大学直升机旋翼动力学国家级重点实验室，南京 210016）基于二维可实现k-Epsilon湍流模型模拟计算了直升机环量控制尾梁上的升力，并与试验结果进行了对比，计算结果与试验结果之间显示出了可接受的吻合度。利用已验证的数值计算方法和网格划分方法，分别计算了三组不同截面形状的环量控制尾梁在不同几何参数（喷射角、缝位角、基准直径和狭缝数量）或试验条件（喷射气流速度、下洗流速度）下的升力。结果
空气动力学学报 2015年2期2015-03-28
- 适用于Kappel桨的面元法尾涡模型
导致了桨叶的径向环量分布发生变化，从而形成尾涡面。面元法计算中的尾涡模型即是基于这样的实际给出的。对于Kappel桨，几何结构如图1所示。图中的Kappel桨选取了台湾海洋大学的Kap5XX 系列桨［1－3］。由图1 可以看出，Kappel桨在叶梢端弯曲比较剧烈，从几何参数上表述即是Kappel桨叶梢端剖面的纵倾沿径向变化比较明显，具体情况如图2所示。普通螺旋桨的纵倾线(叶片参考线在图2 平面内的投影)一般如图2 中OAC 段所示，即在AC 段纵倾不剧烈，
舰船科学技术 2014年10期2014-12-07
- 螺旋桨环流理论(升力线理论)设计
每片桨叶的无量纲环量分布，有1.2 精确法在精确法中，考虑由Z 个等距的空间螺旋线所诱导的速度分量。这些螺旋涡线是从螺旋桨叶片发出的螺旋涡片元体。因此由涡片所诱导的速度分量可以由从涡线的各个单元分量的积分而得，同时在一根涡线也能以诱导因子来表达。对于切向和轴向诱导速度，有式中:Ut为切向诱导速度;Ua为轴向诱导速度;VA为螺旋桨进速;xh为毂径比;和可以通过积分运算得出。定义一个位移速度U*，它反映了螺旋桨进角β与水动螺距角βi之间的如下关系:在均匀水流中
舰船科学技术 2014年9期2014-12-05
- 环流理论与泵理论相结合的导管桨设计优化
论变分法求解最佳环量、泵升力法设计桨叶剖面、面元法预报导管桨性能和流场，通过迭代的方式获得推进性能收敛的导管桨。应用该方法对某案例进行了导管桨设计，并采用CFD方法对设计结果进行了验证，结果表明：该方法设计的导管桨能够满足设计要求；与其他方法设计结果对比表明，采用该方法设计的导管桨推进性能和空泡性能更好。导管桨优化设计；环流理论；泵理论；升力线理论；升力法；面元法；CFD方法；空泡导管螺旋桨的导管可以保护螺旋桨，并能使航向稳定性得到显著改善，而且采用加速导
哈尔滨工程大学学报 2014年11期2014-06-15
- Three－dimensional flow field structure of ship propeller analysis bymeans of 2D－LDV
n图7 附着涡总环量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
空气动力学学报 2014年5期2014-04-07
- 反射激波作用下重气柱界面演化的PIV研究
术得到了速度场和环量，并将环量与Kelvin[19]速度环量模型得到的环量进行了比较。在将PIV方法应用于RM不稳定性的实验研究中时，由于流场速度较快，多采用双曝光技术获得某个时刻的速度场，整个流场的定量信息需要通过多次实验才能获得，这对实验的重复性提出了较高的要求[17]。本文采用连续激光器结合高速摄影的方法实验研究在反射激波作用下SF6重气柱界面的发展演化，并采用PIV后处理的方法获得流场连续的速度场和环量。1 实验方法图1 (上)是实验所用的方形激波
实验流体力学 2014年5期2014-03-30
- 双翼尖涡Rayleigh-Ludwieg不稳定性实验研究
次涡的运动特性、环量-时间特性，进行残余环量比例分析以说明双翼尖涡Rayleigh-Ludwieg不稳定性削弱翼尖涡强度之快速有效性［2-3］。1 飞机翼尖涡消散机制1.1 翼尖涡安全性危害分析飞机翼尖涡形成之后具有很强的能量，短时间内不会消散，这对看不见的旋涡将会在一段时间内给后面的飞机带来安全隐患［4］。在两个旋涡的相互作用下，机身后形成了具有向上速度的区域(上洗区)和具有向下速度的区域(下洗区)，这样的速度分布使得后机在进入前机尾流场时，会产生不同程
实验流体力学 2013年2期2013-09-21
- 某 1000MW 汽轮机高压缸典型级流型初步分析
律，与常规流型等环量设计规律接近，初步可与等环量设计规律进行比较。按等环量规律设计的静动叶片，在级后轴向排汽条件下，出口汽流角与半径的变化关系满足：对于静叶片： tan（α1）/r=constant=M对于动叶片： tan（β2）·r=constant=N图1表明该典型级静动叶片出口几何角对应的M、N值沿相对叶高分布基本不变。初步分析时忽略汽流角与几何角间差异，推测该典型级基本满足等环量设计规律。图1 M和N值沿叶高分布规律3 三维数值计算结果3.1 计算
东方汽轮机 2013年1期2013-06-01
- 基于减容增效的超低比转速轴流式叶片水力设计
“ ′”)时出口环量为零的圆柱面上翼型进出口速度三角形示意图，图中还标出流量过小不能发电工况点(简称Ⅱ工况点，其参数带角标“″”)在同一圆柱面上翼型进出口速度三角形。进口绝对速度的大小决定于水头H且恒定，故进口绝对流速v″1=v′1(下标“1”表示进口参数)，其方向决定于导叶开度α，小流量下导叶开度减小，故α″1由图1b可知，圆周方向分流速v″u2过大，则出口环量Γ″2也过大；因ΔΓ″=Γ″1-Γ″2过小，则由水轮机基本方程式[4]可知，在H″和角速度ω″
中国机械工程 2012年3期2012-11-30
- 矢量场环量强度方向特性的一种证明过程
顺序为:矢量场的环量(闭合曲线积分)—环量强度(或环量面密度)—环量强度的方向特性—旋度—斯托克斯定理。其中，比较关键的就是环量强度的方向特性:环量强度可以表示成某一待定矢量(即后来的旋度)与环路法向单位矢量的点积。环量强度与旋度的关系类似于方向导数与梯度的关系。在环量强度的方向特性上，《电磁场》教材上主要有两种论述方式:①直接陈述，不加以证明;②以斯托克斯定理为基础。具体来说，方式①并没有证明方向特性，而是以方向特性为已知来引出旋度并求解旋度的表达式:在
电气电子教学学报 2012年6期2012-06-27
- 考虑侧斜及纵倾情况下的船舶螺旋桨最佳环量分布计算
船舶螺旋桨的径向环量分布直接决定了螺旋桨的载荷分布及效率，因此，如何计算螺旋桨最佳环量分布是船舶螺旋桨理论设计及性能预报中重要的一步.Betz［1］早在1919年就以升力线理论为基础导出了均匀流中螺旋桨最佳环量分布的条件，Lerbs［2］也提出了一种计算最佳环量分布的方法，并将其应用于非均匀流中的螺旋桨.他们都用了Betz条件，但其方法只对于均匀流的情况是完全正确的.初始的升力线理论没有考虑螺旋桨的侧斜分布与纵倾分布，而且Lerbs提出的诱导因子法并没有考
哈尔滨工程大学学报 2012年2期2012-06-23
- CFD技术在无环量圆柱绕流多媒体教学中的应用研究
0CFD技术在无环量圆柱绕流多媒体教学中的应用研究李国威 董金玲辽宁工程技术大学 辽宁阜新 123000CFD技术是当前高等院校多媒体教学的热门手段和方法，特别是在如流体力学这样概念抽象，理论性强，与实际流动现象结合紧密的课程中显得尤为突出。文章应用Gambit，Fluent和Tecplot等相关软件，对无环量圆柱绕流的流动机理进行数值模拟与分析。目的在于验证无环量圆柱绕流数学、物理理论的正确性，观察流动现象，分析产生各种现象的原因。通过研究表明，以直观演
中国现代教育装备 2011年7期2011-11-08
- 环量控制尾梁参数对直升机尾梁侧向推力的影响
桨设计概念，利用环量控制尾梁提供旋翼反扭矩所需的力，从而取消尾桨，从根本上解决尾桨给直升机带来的各种问题。其结构简单，安全性好，改善了可靠性和维护性，减少了直升机的振动和噪声，使乘坐舒适性得到改善。环量控制由边界层控制发展而来，指的是后缘为圆弧形的翼型后部上表面开缝，从缝中喷出气流，挟带着上面的气流绕后缘流动，直到后缘附近某点分离，这样在该翼型上形成环量，产生升力。普通翼型的上表面气流不可能绕过尖削后缘，而是在后缘分离。环量控制翼型后缘为圆弧形，圆柱［1-
直升机技术 2011年4期2011-09-15
- “电磁场”课程的散度和旋度研究型教学例析
量引出散度，再由环量引出旋度。这种方法建立的模型易于表述，有关通量、散度的内容较易理解；但是，对于环量和旋度，同样的教学方法却具有一定的局限性。这是因为作为宏观量的环量本身就比较抽象，进一步描述微观的旋度作为有方向的矢量就更不易被学生接受。学生往往不理解为什么旋度有方向，对其方向代表的物理意义理解起来更加模糊。笔者依据研究型教育理论，重新设计了关于散度和旋度的研究型教学模式。本文介绍了这种教学模式主要环节的设计，包括如何引出散度和旋度、如何阐述其物理意义、
电气电子教学学报 2011年3期2011-03-21
- 基于Visual Basic 6.0的螺旋桨设计及性能预报软件
，以及升长系数和环量计算方面有所不同，其他设计方法基本一致［9］。本文依据上述理论和方法进行了螺旋桨设计，并在此过程中将两种方法求得的周向和轴向诱导速度、环量分布和升长系数进行了对比。3.4.1 近似法引入假定：螺旋桨尾流不收缩、忽略径向诱导速度、总的诱导速度与入流速度垂直等，按照上述假定，轴向和切向诱导速度之间有简单的三角关系表达式，且与哥尔斯坦函数k相关，Kramer曲线用来作为螺旋桨效率的第一次近似，以便于初步估算螺旋桨的水动螺距角。推力系数：将推力
中国舰船研究 2011年2期2011-03-05