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将矩阵预处理方法与多重网格方法结合,发展了适用于机翼及复杂外形气动数值优化设计的高效数值模拟方法和程序。在不改变定常流动解的前提下,对 Navier-Stokes 方程的时间导数项实施 Choi-Merkle 矩阵预处理,从而改善可压缩控制方程在低速情况下的系统刚性。Choi-Merkle 预处理最初用于二维低马赫数粘性流动数值模拟,本文将其推广应用到计算三维流动,并针对提高跨音速流动计算收敛性进行了相应的改进。预处理后控制方程采用中心格式有限体积进行空间离散,Runge-Kutta 混合多步方法进行显式时间推进求解,并应用 FAS 多重网格方法加速收敛。采用所发展的方法和程序数值模拟了绕 M6 机翼和 M100 机翼的低速和跨音速流动(马赫数从0.01 到 0.839)以及绕 F4 翼身组合体流动。计算结果与实验值吻合良好,验证了所发展的方法的正确性。算例研究表明所发展方法较大幅度地提高了三维流动数值模拟的效率,且同时适用于可压和不可压流动计算,在机翼及复杂外形气动优化设计方法具有应用前景 相似文献
743.
744.
涡扇发动机异形曲面壳体零件单位长度直径变化较大,传统的制造方法是采用分体成形、组合焊接工艺,所需工序多、质量控制环节多、使用可靠性差,采用粘性介质压力整体成形方法则可以较好地解决这一问题。通过有限元模拟和试验方法,分析了成形工步、粘性介质粘性附着应力对板材流动及壁厚变化的影响。研究结果表明,粘性介质压力成形可以控制变形区板材的流动,提高成形试件壁厚分布的均匀性,使直径比为1.38零件的壁厚减薄率控制在12%,适合于涡扇发动机异形曲面壳体零件的整体成形。 相似文献
745.
AUSM+格式的改进 总被引:15,自引:1,他引:15
为了提高AUSM 格式对流场计算中激波和剪切流的分辨率,减小数值振荡和激波后数值过冲问题,本文在原有AUSM 格式的基础上经过数值研究分析,对AUSM 格式进行了声速、特征马赫数的处理方式,对网格界面马赫数等进行了改进,并用改进后的AUSM 格式求解了含有脱体激波、斜激波、剪切流、膨胀扇、及湍流边界层等流动特征的复杂流动.经典型算例检验证实,改进后的AUSM 格式对激波和剪切流的分辨率得到了加强,求解的准确性和收敛性有一定的提高.改进后的AUSM 格式继承了原AUSM 格式优点,计算处理问题能力增强,可以有效地应用于亚声、跨声和高超声流动的工程实际问题中. 相似文献
746.
厘米级微型涡轮喷气发动机主要研究进展 总被引:17,自引:0,他引:17
厘米级微型涡轮发动机的发展日益受到重视。本文在总结国内外厘米级微型涡轮发动机研究动态的基础上,将其划分为3个大小级别。南京航空航天大学近年来对中等大小级别(直径6cm)微型涡轮发动机开展了系统的研究。本文给出了各主要关键技术的研究进展,包括:微型涡轮发动机总体设计技术,微流动实验及CFD技术,高速微转子动力学。微型涡轮、压气机、燃烧室等部件设计,微型涡轮发动机试车等。 相似文献
747.
研究了两端铰支输流管道在脉动内流作用下的参数共振问题。根据数值分析中发现的参数共振响应特性,给出了第一和第二振型运动相互解耦的控制方程,并用谐波平衡法导出了参数共振响应曲线的近似解析解。算例表明,第一振型近似解与数值解吻合得很好,而第二振型解在共振点附近与数值解略有差距,但二者的整体走向完全相同。 相似文献
748.
非定常流场分析结果向结构载荷压力场转化问题的解决 总被引:3,自引:0,他引:3
王梅 《燃气涡轮试验与研究》2005,18(3):15-18,22
在研究前排静子叶片尾流对后排转子叶片振动的影响时.一个很大的难题就是如何将尾流场作用下的转子叶片通道内的非定常流场转化为适于振动响应分析的结构载荷压力场的形式,并引入有限元分析。在本文中,首先将转子叶片通道进口处的尾流参数进行傅立叶分解,然后分别对各阶谐波作用下的转子叶片通道内的非定常流场进行计算,将其叠加,得到整个非定场流场的解。这样,在进行振动谐响应分析时,各阶谐波作用下的载荷压力场实际上就是其对应的各阶非定常压力场。同时,通过一定的简化,把非定常气动分析结果转化为适于ANSYS谐响应分析的加载形式,从而成功地把结构载荷压力场引入了有限元分析。 相似文献
749.
无隔道进气道反设计及附面层排除机理分析 总被引:13,自引:0,他引:13
采用"照片三维复原技术"对某型飞机无隔道进气道/前机身进行了几何重构,然后用N-S方程对机身/进气道内外流场进行了数值模拟,得到了进气道内外流场的马赫数分布和鼓包表面的压力分布,分析了无隔道进气道排移附面层的机理。结果表明:该飞机进气道在鼓包顶点有一个起始压缩角,波后为等熵压缩面。研究认为,无隔道进气道的设计机理是在鼓包压缩面上形成一个中间高、两侧低的压力分布,在该压力梯度的作用下来流附面层被推向两侧并被排除。 相似文献
750.
对某典型二元高超声速进气道三维流场进行了数值分析,将固壁面压力分布的计算结果与试验结果进行了比较,二者吻合较好,表明数值模拟方法正确,结果可信。分析了高超声速进气道流场的波系结构以及进气道(含隔离段)内二次流特征。给出了外压缩波系下的角涡的形成和发展规律,在侧壁与压缩面相交角区形成为逆时针方向角涡,角涡的形成、发展与近壁激波/侧壁附面层干扰以及压缩面有关。分析了隔离段中的激波的反射状况,提出了隔离段二次流的形成和发展规律以及影响因素。在隔离段进口附近存在一分离区。隔离段内二次涡的形成、发展和消失由上下壁面的压差,激波的移动方向(波后气流的横向流动)等决定。研究还表明对于高超声速进气道即使是二元进气道,也要关注二次涡的存在和发展。 相似文献