高超声速飞行器表面横缝旋涡结构及气动热环境数值模拟

针对高超声速飞行器表面横缝内部流动,通过求解可压缩Navier-Stokes方程,自主研发了一套能够较好模拟缝隙流动特性的CFD软件,利用该软件对横缝进行了数值模拟。研究表明,对于缝隙内黏性起主导作用的低速流动,通常需要密度足够充分的网格才能获得较好的计算结果。收敛后的壁面热流与文献实验热流吻合较好;缝隙内部旋涡个数近似与缝隙深宽比成比例,与文献中的有关结论完全一致。缝隙壁面热流分布受旋涡结构影响,会出现波浪式变化。因此,合理捕捉旋涡结构对于缝隙壁面热流的数值模拟有着重要意义,本文CFD软件对高超声速飞行器表面横缝的计算结果具有较高可信度。     

CFD不确定度量化方法研究综述

随着计算流体力学(CFD)算法和软件的不断发展和完善,CFD数值模拟已经在涉及流体力学的各个领域发挥着日益重要的作用.不确定性因素在CFD计算过程中普遍存在,并且会对数值模拟结果造成影响.发展CFD不确定度量化方法,既能满足工程实践中对CFD可信度评估的需求,同时也能够支撑飞行器的精细化设计.本文旨在总结不确定度量化方法及其在CFD领域中的发展与应用.首先介绍CFD计算中的不确定性来源,以及不确定性的表现形式—随机不确定性和认知不确定性.然后按照不确定性的表现形式介绍对应的不确定度量化方法.最后介绍不确定度量化方法在CFD计算中的发展与应用,并且给出进一步开展不确定度量化工作的建议.     

带冷气影响的某高压涡轮级流场分析

本文采用CFD软件CFX—TASCflow对带冷气影响的某高压涡轮级流场进行了数值模拟。叶片的气膜冷却流动运用了源项模拟方法,将各排气膜孔用槽缝代替。计算中还考虑了动叶叶尖间隙的影响。     

高升力标模确认计算研究

针对高升力标模NASA Trapwing全展襟翼构型展开确认计算研究。采用N-S方法,预测高升力模型的流动状态,分析高升力的流动现象及机理,评估自主研发的WiseManPlus软件及WoF90软件预测高升力流动的能力。通过对网格生成、计算策略及数据分析等各个环节进行分析,制定出一套适用于高升力模型工程应用的CFD计算方法,得到与实验值吻合较好的计算结果。结果表明,目前所采用的结构网格求解器WiseManPlus软件及混合网格求解器WoF90软件计算精度相当,适用于模拟高升力流动。     

4 级重复级低速模拟压气机的试验与计算

低速模拟试验技术为航空发动机高压压气机设计体系的发展完善以及关键技术验证提供了重要手段。为了验证和完善低速模拟试验技术,对1台模拟某高压压气机后面级的4级重复级低速大尺寸压气机进行了详细的试验研究,并利用小尺寸高精度5孔气动探针获得了详细的转静子出口流场数据。试验结果表明:该4级压气机实现了典型的重复级流动,较好地模拟了高速原型的流动特征,随着流量系数的减小,静子尾迹均匀增厚,未出现角区失速,流场组织合理。基于试验数据对常用的CFD软件进行校验,表明CFX、Numeca和Turbo在叶片落后角、转子叶尖泄漏和静子损失等方面模拟存在不足。     

侧壁有出流孔的通道流场数值模拟

用商业CFD软件(Fluent6.0)对简化后的涡轮叶片冷气通道进行数值模拟,着重研究出流孔上、下游各通道截面内的流动规律。结果表明:出流孔的抽吸作用,使得通道有孔一侧的气流速度相对较高。孔上游通道内的气流,沿主流方向逐渐加速;流经出流孔后,通道内的流速急剧下降,甚至会出现局部低速区。计算结果与实验测量结果符合很好,表明可以利用成熟的CFD商业软件研究该类流动现象。      

某汽轮机弯曲叶片级的改型计算及流动分析

在四种不同弯曲静叶方案下利用CFD流场计算软件NUMECA对某汽轮机弯曲叶片级的内部三维流场进行了数值模拟。根据数值研究结果分析了不同弯静叶方案下级内流动特性、气流参数的变化,给出了四种静叶方案的级效率。研究表明本文采用的弯导叶方案没有提高级效率。本文最后分析了叶片弯曲对静叶栅内马蹄涡位置与流动结构的影响。      

某5级低压涡轮全三维计算分析

为了解某民用发动机5级低压涡轮的气动设计特点,利用全三维计算流体动力学(CFD)软件CFX 12.0对带冷气的某5级低压涡轮进行了全三维计算,湍流模拟采用带转捩的SST(shear stress transport)二方程模型,并使用源项模拟技术考虑冷气的影响.计算结果与试验结果进行了对比,结果表明该涡轮叶片均采用前加载或均匀加载的设计方法,流道中气流为全亚声速流动;亦表明了CFX软件对气动流场的模拟具有较高的精度.计算结果为先进民用航空发动机涡轮设计提供一定的参考和借鉴.      

TSTO级间分离气动特性数值仿真分析

两级入轨（TSTO）重复使用飞行器并联级间分离是一二级飞行器设计必须考虑的关键因素。采用国家数值风洞工程通用CFD软件NNW-FlowStar，基于各向异性非结构混合网格及重叠网格技术，研究了TSTO在侧滑角下的并联级间分离过程。软件通过自主改进的Roe熵修正方法、节点高斯梯度算法实现高超声速流场的精细模拟，运用“物面相交”准则实现多套网格间的并行挖洞。采用双时间步求解非定常分离过程，内迭代计算采用LU-SGS方法。文中首先采用WPFS投放标模验证了软件在常规分离投放方面的数值模拟精度；然后模拟获得TSTO组合体定常气动特性，分析了不同攻角下一二级的气动特性以及可能的安全分离状态；最后数值模拟了TSTO在负攻角、正侧滑角下的并联级间分离过程，与对应的CTS试验结果比较，两级质心位移的计算值和实验值随时间变化具有很好的一致性，偏航角及俯仰角在变化规律和量值上比较吻合，表明软件具备升力体并联级间分离类问题的数值模拟能力。     

数值空气动力学在DLR(德国宇航研究院)

德国在若干年前启动的国家CFD项目MEGAFLOW集中了DLR、大学以及航空工业界的许多CFD研究开发工作,目的是开发并验证能满足工业实践所要求的可靠并有效的数值工具,以对全机进行空气动力模拟.MEGAFLOW软件系统包括多区结构网格中求解N-S方程的软件FLOWer和在非结构网格中的软件TAU.两软件均已达到很高的成熟度并为DLR和德国航空工业广泛地应用于新飞机的设计过程.最近又启动了其后续项目MEGADESIGN和MegaOpt,旨在开发和增强外形设计及优化的有效数值方法.着重介绍了软件最近的改进及其计算粘性流动绕复杂飞机外形的能力.     

软件可靠性预计与评估方法探讨

概述了软件可靠性的重要性及预计评估、参数估计方法和数据收集的意义与过程;综述了国外软件可靠性模型的建立情况;最后应用作者开发的软件可靠性预计评估程序(SRPP)对一组数据进行可靠性计算,给出软件可靠度R(t)、MTTF及故障率或故障强度λ(t)等指标;并根据模型有效性的比较准則,对计算结果进行了比较。     

谈航空发动机工作可靠性的几个问题

介绍了英国航空发动机通用规范的可靠性要求和RR公司在发动机设计、试验和投入使用后的可靠性评定,并针对中国航空发动机可靠性工作存在的问题进行了分析     

基于ARM的嵌入式系统的可靠性强化试验定量分析评估

针对可靠性强化试验难以定量计算产品可靠性指标的问题,采用应力强度模型和数理统计理论,提出一种通过强化试验数据计算产品外场可靠度的工程适用方法。在对某基于ARM微处理器的嵌入式系统进行可靠性强化试验的基础上,采用该方法计算出产品在振动环境条件下的外场可靠度。提出的方法能够对改进产品可靠性起指导作用。     

可靠性对长航时无人侦察机效能评估的影响

对于长时间执行侦察任务的无人侦察机来讲,无人侦察机的可靠性对其效能的影响至关重要。文中主要对无人侦察机效能评估公式中的重要因素——可靠度数学模型进行了推导。     

综合评判法确定可靠性门限值

在装备论证过程中，由可靠性目标值合理确定门限值是在整个可靠性要求论证中，十分关键的部分。本文论述的是基于Duane模型，在装备目标值明确的前提下，利用综合评判法确定装备可靠性可能的增长潜力，科学、合理地确定门限值。     

某飞行器数据记录设备的可靠性综合评估

针对飞行器数据记录设备的的小子样可靠性评估问题,从贝叶斯定理出发,进行了理论推导,建立了由分系统的可靠性参数综合评估系统可靠性参数的理论模型,并对某飞行器数据记录设备进行了可靠性综合评估     

飞机作战效能评估中人的可靠性的引入方法

分析了目前的研究现状,提出了在飞机作战效能评估中引入人的可靠性的思想,分析了飞行员可靠性的特点,对在作战仿真和解析计算评估中的引入方法作了相应的探讨和研究。     

基于AMSAA模型的无人直升机可靠性评估

根据某无人直升机可靠性数据，基于AMSAA模型，对该型无人直升机可靠性进行了评估，得到该无人直升机系统可靠性指标，评判该无人直升机现阶段可靠性水平增长的趋势。该方法可以为其它型号的无人直升机的可靠性评估提供借鉴。     

基于最小割集基础上的网络系统可靠性近似算法改进研究

为了解决网络系统可靠性计算这一难题,以得到更加准确的计算结果,文中在最小割集估算方法(简称最小割集法)基础上提出了4种新的算法。这些方法是从四个不同的角度对最小割集法进行了补偿,得出的具体公式通过典型网络的算例证明了补偿的有效性,为网络系统可靠性估算方法的选择提供了依据。同时,补偿这一思想为解决估算误差问题提供了一种思路。     

新型喷管电控系统可靠性设计

为提高新型喷管控制系统可靠性及故障安全性,对该系统的故障进行检测,并对故障采取相应的对策以保证系统在故障状态下能够安全工作。对该系统的可靠性设计技术进行了初步探讨,对其硬件及软件进行介绍,并对该系统可能发生的故障及其失效原因、拟采取的措施及对安全的影响进行了初步分析,对故障事件的发生概率、故障对飞行安全的严酷度等也进行了安全评估。分析结果表明:新型喷管控制系统可靠性满足要求。