直升机/舰船耦合流场的数值模拟

发展了一套基于雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程的直升机/舰船耦合流场数值模拟方法,采用ROEMUSCL格式对交接面通量进行重构,并采用k-ε湍流模型以提高对涡流场的捕捉精度,直升机旋翼等旋转部件的模拟使用动量源模型。然后,以具有典型驱护舰结构的LPD-17及ROBIN直升机的组合为研究对象,从涡量场、速度场及压力场等方面分析了直升机、舰船耦合情形下的流场特征。研究表明,当来流速度V_∞≥4m/s时,舰船流场进入雷诺数自准区,流场速度无因次化量基本保持不变;直升机着舰时,旋翼会与舰船艉部的涡回流区以及甲板两侧的舷涡发生较强的"涡-涡干扰",在上述干扰以及舰面效应的共同作用下,旋翼拉力产生显著的振荡,并呈现出先减小、后增大的变化特征;当着舰位置向舰尾移动时,艉部回流区的影响减弱,旋翼拉力振荡幅度相应减小。最后,对全机状态下的耦合流场进行了模拟,结果显示机身和尾桨对舰艉流场的主要结构影响较小,可用旋翼/舰船耦合流场来进行直升机安全着舰分析,这将显著缩短计算时间。     

共轴刚性旋翼气动干扰及操纵特性分析

建立了一套基于高效配平策略和嵌套网格技术的共轴刚性旋翼气动数值分析方法。流场求解采用雷诺平均Navier Stokes方程,空间离散采用Roe monotone upstream centered schemes for conservation laws（MUSCL）格式,湍流模型为Spalart Allmaras模型;配平计算中引入“差量修正”策略。分析了共轴刚性旋翼模型在不同飞行状态下的气动干扰现象和操纵特性。结果表明:所建立的配平方法在同等精度下,比传统方法可显著节省计算时间;共轴刚性旋翼间距较小,其气动干扰明显强于普通共轴旋翼;悬停状态下,由于受上旋翼下洗流影响,下旋翼总距较大但拉力较小;小速度前飞时气动干扰引起下旋翼气流不对称性增大,双旋翼周期变距差也变大;采用适当的升力偏置量,可以提高共轴刚性旋翼气动效率。      

缓和热应力型梯度功能材料智能设计软件平台的开发

提出了缓和热应力型 FG M 智能设计的思想,给出了几种便于实现的组分分布函数模型,分析了软件平台的系统实现和主要功能。     

唇口对侧压式高超声速进气道及等直隔离段影响的数值分析

用N-S方程和RNGk-ε紊流模型计算了RBCC用侧压式高超音速进气道及等直隔离段三维内流场,重点分析了唇口位置对来流Ma=6流场的影响,并分析了有关的现象。结果表明:唇口位置前移使得出口截面上气流的均匀程度、对气流的压缩程度、唇口激波的强度、进气道的流量捕获率和总压恢复系数等都比唇口位置的情况更大,而在喉部时介于二者之间。      

高空减压病的气泡体积假说及预吸氧时间同航天服压力的关系

假定减压病的发病率随减压后气泡的体积增加而增加,可以导出减压后组织中气泡的相对体积(气泡体积同组织体积之比,V_b/V)同减压前后组织氮张力之比(PN_2/Pd_(N2))成线性关系。减压后组织氮张力P_(dN2)可表示为环境压力和综合压力P_(?)之和。P_(?)同减压后的活动状态有关。活动量越大,则P_3越小,使V_b/V 越大,因而减压病的发病率越高。按照该假说以及有关减压病的大量实验资料,得到预吸氧时间同航天服压力的关系曲线。     

前飞状态直升机旋翼／机身非定常气动干扰的分析

一个计算旋翼／机身／尾迹间非定常气功干扰的分析方法是建立在二阶升力线／全展自由涡模型和机射面元模型基础之上的。通过迭代机身在桨盘平面、阡迹定位点的诱导速度和旋翼／尾迹在机身表面的诱导速度,形成一个耦合的分析模型。在分析中计入了非定常项。作为算例,对两种孤立机身表面的平均压强系数分布以及旋翼机身组合体中机身表面的非定常压强系数分布进行了计算,其结果与实验值相吻合。     

低风险低成本高回报融合式翼梢小翼的功能与设计特点

在传统翼梢小翼技术的基础上,波音公司和其合作伙伴推出了一种更先进的“融合式”翼梢小翼,进一步提高了飞机的效率,增加了航程或商载,给航空公司带来可观的经济效益     

梯度功能材料的智能设计与制造技术

提出了梯度功能材料的设计原理,对其效应力模型、热物性参数、制备方法等关键技术进行了分析。     

前置扩压器几何参数对突扩扩压器性能的影响

研究了突扩扩压器中前置扩压器各参数与总压损失和静压恢复间的关系。采用实验与FLUENT计算结合的方法,通过水槽PIV实验得出扩压器内的流场信息,对照不同的湍流模型,得出最佳的计算方案。根据此计算方案计算不同的扩张角下前置扩压器性能的变化,得出各参数之间的规律。结果表明雷诺应力模型能够较好地预测扩压器内部流场;前置扩压器扩张角存在一个最佳值,大于最佳值前置扩压器会出现流动分离;结合理论分析和计算数据总结出计算前置扩压器总压损失系数和静压恢复系数的公式,利用此公式还可求出最佳的前置扩张角和前置扩压器长度,计算误差在5%左右。     

容差方案设计在直升机活动罩阶差计算上的应用

针对直升机活动罩阶差问题,建立了活动罩累积误差和阶差的计算方法,结合活动罩和缘条零件制造和装配过程工艺分析的基础上,计算出了活动罩和缘条的累积误差和阶差,并进行数据分析,分析表明活动罩的外形误差是引起活动罩阶差的主要因数。应用实例的结果表明,该研究方法可推广到整流罩其他类似部件的计算分析,指导容差分配,提高整流罩装配质量。