微分法在定位误差分析与计算中的应用

介绍了微分法分析计算定位误差的原理和适用范围,通过生产实例分析,证明了该方法在解决多误差因素定位误差分析与计算中的简便与快捷,从而有效简化了复杂定位方案定位误差的分析与计算,提高了夹具的设计效率。     

射流换热传热特性数值研究

针对以往对气体冲击射流的研究主要是大孔径和高雷诺数的状况,本文主要研究微小孔径和中低雷诺数空气冲击射流的换热特性,采用数值模拟方法对空气冲击冷却的流动和传热过程进行了三维数值研究。特别研究了在不同孔径、冲击距离及射流入口雷诺数对冲击表面冷却流动传热特性的影响规律,并拟合了一定条件下换热板的平均Nu的换热关联式。结果表明,在研究范围内,射流雷诺数越大,冲击靶面换热效果越好,在一定条件下,存在最佳孔径和最佳冲击距离。     

舰载机增升装置对薄翼型升力系数的影响研究

描述了增升装置在提高舰载机薄翼型升力系数方面的作用,观察到大偏角前缘襟翼小迎角时对翼型升力曲线的影响,并通过与试验现象对比,初步探讨了非线性作用形成的可能机理。利用数值模拟方法,通过有限元计算软件对相同流场中多种增升装置的升力系数进行了模拟与比较,从而达到合理设计舰载战机翼型的目的。CFD计算结果表明,所设计的二维多段翼型有良好的气动特性,升力系数得到提高,具有较好的增升效果。     

民用运输机审定着陆距离计算方法浅析

着陆阶段是飞行中最关键的阶段,也是事故多发阶段,着陆距离的计算是民用运输机着陆性能分析的重要方面。本文讨论了在满足法规的条件下计算审定着陆距离的方法,并以某机型为例,给出了用这种方法计算不同条件下审定着陆距离的结果,结果表明这种审定着陆距离的计算方法是切实可行的。     

混合非结构网格下壁面最短距离的快速计算方法

对于笛卡尔网格方法,壁面距离是采用虚拟单元法精确处理物面边界的重要参数,同时也是网格自适应后制约流动计算效率的关键因素之一。针对现有壁面距离计算方法结果不精确、效率不高的问题,引入三角形参数化方法,将空间点到三角形物面离散网格的最小距离问题转换为约束条件下一维极值问题,仅需通过符号判断和少量加减乘运算,即可确定最小距离,计算精度和效率大幅提高;发展嵌套包围盒概念的KDT（K-dimensional tree）物面网格数据存储结构,优化KDT最近邻搜索算法中距物面较远数据点回溯过程,实现了最小距离对应的三角形的快速定位。运用球、导弹、DPW6等三维几何构型对上述方法考核验证结果表明,计算得到的壁面距离与解析值的误差在百万分之一以内,十亿量级网格规模下的单核计算效率接近已有文献中的并行计算效率。     

基于MAC方法的膏体推进剂管道流动特性

针对膏体推进剂管道内流动与挤出胀大问题,开发了基于标志网格（MAC）法和压力耦合方程组的半隐式方法（SIMPLE）的非牛顿不可压流体求解器,膏体推进剂本构方程采用剪切稀化幂率（power-law）模型。通过膏体推进剂管道出口挤出形态数值仿真结果与实验结果的对比,验证了数值计算方法的可靠性和准确性。在此基础上,对膏体推进剂在管道内的流动与挤出过程进行数值计算,详细分析了不同时刻下膏体推进剂的流动过程与挤出胀大形态,研究了入口速度和管道直径对膏体推进剂管道流动特性的影响。结果表明: 膏体推进剂在挤出过程中,自由表面随时间变化,稳定阶段呈半球形,在管道出口存在明显的挤出胀大现象,当管道长度和直径不变时,压降和挤出胀大比都随入口速度的增加而增大;当入口速度相同时,压降和挤出胀大比随管径的增加而减小。      

变弯度后缘与常规舵面机翼的颤振主动抑制对比

后缘变弯度机翼的气动弹性建模与稳定性分析日益受到关注。为了探究变弯度后缘相比常规偏转舵面机翼颤振主动抑制的方法与特点,以一个小展弦比后缘变弯度机翼为对象,首先建立结构有限元模型,并引入变弯度后缘变形模态和常规舵面偏转模态,采用亚声速偶极子格网法计算非定常气动力;然后使用基于最小状态法的有理函数拟合进行频域到时域模型的转换,建立两种构型机翼的气动弹性模型,并在建模时考虑了变弯度后缘与常规舵面控制带宽的差异;最后利用线性高斯二次型方法设计控制律进行颤振主动抑制,分析对比两种控制方式的特性差异。结果表明：采用变弯度后缘的闭环系统能够将颤振临界速度提高22%,其提升效果优于常规舵面,所需舵面偏转峰值更小。     

矢量电推进系统的气动-推进耦合模型

提出了一种适用于矢量电推进系统的气动-推进耦合模型,旨在通过结合理论模型与工程经验模型,实现对矢量电推进系统气动与推进性能的实时快速评估。为了准确描述系统的气动-推进耦合效应,首先,结合涵道推进增强系数公式与工程经验模型,建立涵道推进模型;紧接着建立了涵道气动模型,并基于推进效应影响完成了模型修正;然后,分析了涵道气流抽吸效应对机翼的影响,根据涵道是否倾转分别进行了讨论,完成了耦合推进系统的机翼增升模型的建立;最后,将所有模型统一至机体坐标系下,得到矢量电推进系统的气动-推进耦合模型,并依据CFD仿真计算进行了模型验证与分析。结果表明：所提出的气动-推进耦合模型可以准确描述涵道增推与机翼增升效应,能在极快的运算速度下保持较高精度,满足动力学系统与飞行控制系统的实时计算要求。     

基于流固耦合的激波/边界层干扰作用下壁板颤振特性

为了解激波/边界层干扰作用下壁板气动弹性及其对流动分离的影响,采用自主开发的双向流固耦合求解器,对不同激波冲击位置下壁板的振动响应和流动特性进行了数值模拟研究。壁板几何非线性运动方程采用有限差分法求解,基于有限体积法求解Navier-Stokes方程组,对流通量采用MUSCL和AUSMPW+格式离散,双向流固耦合采用交错迭代算法。研究结果表明：激波/边界层干扰作用下壁板振动位移先增大后减小,经若干振荡周期后达到稳定颤振状态,呈现二阶振动模态,壁板变形相对于激波冲击位置呈现非对称性,壁板前部分的振幅始终小于壁板后部分;激波冲击位置可显著改变壁板的颤振振幅、频率及分离区长度,当激波冲击位置靠近壁板两端时,壁板振动最终收敛达到静稳定状态;壁板振动响应与流场特征不随激波冲击位置的改变而单调变化,对于激波冲击位置x/a=0.35工况,壁板颤振可有效抑制激波/边界层干扰流动分离。     

复合材料变截面压杆变形性能研究

为了对复合材料变截面压杆的变形性能进行理论预测,本文以航天器空间桁架结构中的复合材料变截面压杆作为研究对象,首先,基于经典层合板理论,将复合材料变截面杆的壁板等效为主方向与杆轴线方向一致的正交异性板,此时复合材料变截面杆可近似为正交异性杆;其次,基于弹性变形理论和小变形假设,推导了反映杆轴向变形能力的等效轴压刚度理论公式;最后,利用有限元对等效轴压刚度理论的准确性进行了验证。结果表明,不同中间半径和变截面段长度条件下,理论值和有限元值之间的偏差基本保持在3%以内;不同铺层角条件下,理论值和有限元值之间的偏差基本保持在2%以内。因此,本文的理论能够较准确地预测复合材料变截面压杆的变形。