基于SPH方法的幂律流体突缩型管路流动过程仿真

应用光滑粒子流体动力学(SPH)方法进行了幂律型流体的突缩型管路流动过程仿真。推导了SPH形式的流体动力学控制方程,应用罚方法施加边界条件,应用人工应力消除拉伸不稳定现象,应用XSPH方法规范粒子秩序。提出了幂律型本构关系的SPH求解方法,推导了剪切速率及粘性项的计算公式。应用Poiseuille流算例对本文的幂律型本构求解方法进行了验证,获取了幂律型流体在突缩管中的流动特性,并与水的流动特性进行了对比分析。讨论了流动特性的成因。     

用数值模拟方法确定喷气Z箍缩的负载特性

本文运用工程方法设计了喷气Z箍缩装置的超声速喷管,通过数值求解Navier-Stokes方程模拟了气流从储气室到喷管出口的非定常流动过程,最后用DSMC方法计算了喷管出口气体向真空中的膨胀,得到了喷气负载的气流位形和质量线密度.计算结果表明,除了储气室的压力、喷管的喉道和出口尺寸等因素外,负载的特性参数较强地依赖于阀门开启和关闭时间、阀门开启的速度、开启的口径大小以及阀门后真空管道的几何形状.采用定常流动模型比非定常流动模型预测的负载质量线密度大10倍左右,而后者与实验结果较为一致.     

翼剖面介质构形的隐身缩比模型数值计算研究

 结构型吸波材料以全角度、多方位的有效性和不改变飞行器原有形状设计的特点,在隐身技术领域占有重要的技术地位,开展全尺度结构的隐身效能与其技术参数影响作用的研究需要较大的测试空间与经费支持,由此限制了试验技术在更大范围内的应用。结合试验技术与参数研究的应用需求,探讨缩比介质体电磁散射规律可提供于大型结构隐身技术的计算与试验应用研究参考。采用复杂介质体的二维电磁散射有限元数值计算方法,对介质体机翼剖面的缩比模型电磁散射规律进行了数值计算研究,发现若介质体阻抗比大于0.5,则缩比模型的雷达散射截面（RCS）试验结论不能按照导体修正原理还原,必须修正才能作为原构形介质体的电磁散射特性,这对于大型结构体小型化隐身技术测试具有实用价值与意义。     

考虑结构动力学与颤振约束的颤振缩比模型优化设计

由于颤振缩比模型与原模型在承力结构上存在差异,当二者的结构动力学特性相似时,气动弹性可能并不等效.针对该问题,提出了同时考虑结构动力学约束和颇振约束的颤振缩比模型优化设计方法,建立了利用遗传/敏度混合优化算法求解此问题的流程,研究了优化问题中目标函数和约束条件的选取方式,并以机翼颤振缩比模型为算例对方法的有效性进行了验...     

飞机结构静力学相似准则的理论与数值研究

对飞机结构典型元件或部件开展等比例静力试验,是飞机结构强度研发的必要手段,对探索结构传载规律及验证结构承载能力具有不可替代的作用.飞机大型化促使结构静力试验代价急剧增加,如果能在静力试验领域引入缩比试验,对节约飞机结构强度研发成本、缩短研发周期具有重要意义.本文以相似三定律为基础,结合量纲分析和方程分析,从理论层面对结...     

缩比模型模拟全尺寸飞机自动着舰的相似关系

由于直接采用全尺寸舰载机进行全自动着舰试验的风险较高,可以采用缩比模型模拟全尺寸飞机进行着舰的试验方案。基于相似系统原理,研究了缩比模型模拟全尺寸飞机着舰的相似关系,具体包括着舰导引律、自动驾驶仪、进近动力补偿系统与甲板运动补偿系统的增益以及航母运动与机舰相对运动参数的相似比例关系。以某算例舰载机及其缩比模型为算例,完成了各自着舰的数学仿真计算。结果表明,全尺寸飞机着舰数学仿真结果与缩比模型仿真结果满足运动相似关系,且各项参数的相似比例与推导结果一致,证明了本文研究结论的正确性。     

基于强度折减法的垃圾填埋体边坡可靠度分析

文章考虑了垃圾填埋体的非饱和土性质,基于有限元强度折减法对垃圾填埋体边坡进行可靠性分析。考虑垃圾填埋体物理力学指标的变异性,用验算点法计算了垃圾土边坡的整体可靠度指标。结果表明,粘聚力C和内摩擦角φ的变异性对可靠度的影响较大。     

大型飞机研制与模型自由飞试验技术

大型飞机研制过程中需要进行静态测力风洞试验,获得飞机小攻角条件下的气动特性,但对于飞机失速偏离尾旋研究,静态测力试验是不够的,无法获得飞机在失速过程中的动态特性与过渡过程。模型自由飞试验是一种动态试验,是通过飞机缩比模型来研究飞机的失速偏离尾旋问题,包括风洞模型自由飞试验和大气模型自由飞试验。     

结冰区流场特征一致的混合缩比翼型设计

提出了一种基于翼型前缘范围流场相似的多控制点混合缩比翼型优化设计方法:以前缘局部范围内的空间流场特征相同为目标,采用多目标遗传优化算法结合翼型参数化、多控制点、网格自适应技术及CFD,进行了不同工况下的混合缩比翼型设计,分别通过低湍流度风洞及结冰风洞对翼型的气动性能及积冰过程进行了实验.设计及实验结果表明:该混合缩比翼...     

泛亚汽车缩比模型风洞性能与气动实验

泛亚汽车缩比模型风洞于2018年12月份建成并投入运营,为汽车造型前期的空气动力学研究提供了有力的工具,是国内主机厂首个汽车缩比模型的专业风洞,也是世界上先进的汽车缩比模型风洞,将提升泛亚的整车气动性能开发能力。该风洞设计为40%的缩比模型风洞,采用3/4开口喷射的回流式流道。试验段采用双半径转台,使模型更加靠近高流场品质的喷口,并有效减小了试验段的空间;试验台可在±30°横摆角范围内旋转,用于模拟路面汽车的横向风影响;高精度的六分量测力天平保证了精确的气动力测试;天平系统上集成了五带路面模拟系统,其中中央移动不锈钢带用于模拟汽车行驶的路面相对运动并减少地面附面层影响,其他四带为聚合物,用于驱动车轮高速旋转。边界层移除系统包括近喷口地面处的一级水平抽吸、转盘前缘上游的二级抽吸以及转盘前的三级吹气口,用于有效控制地面附面层的影响。智能的移测及模型定位系统为流场测量和模型的快速移动提供了准确、快速的定位。通过调试和标定,风洞流场品质满足设计要求,轴向静压梯度、压力波动等性能指标好于其他同类风洞。与同济大学的上海地面交通工具风洞中心对标结果一致,偏差不超过1%。