一种新型的螺旋桨滑流激励盘模型的研究方法

根据完整桨叶模型数值计算结果结合动量理论发展出一种新的激励盘模型完成对螺旋桨滑流的数值模拟。使用完整桨叶模型模拟螺旋桨滑流真实流场,计算出螺旋桨滑流流场的各个流动参数。由完整桨叶模型计算结果得出桨盘前后不同位置压差,拟合出满足条件的桨盘压差曲线。将所得压差曲线用于激励盘模型中,完成激励盘模型对螺旋桨滑流流场流动特征的数值模拟方法的研究。计算结果表明,文中所建立的激励盘模型能够模拟出螺旋桨滑流的主要流场特征。     

基于非结构嵌套网格的旋翼前飞流场计算

发展了一种基于线性弹簧理论的非结构动态嵌套网格方法,通过求解非定常Eu ler方程模拟了旋翼的前飞流场。根据距离参数快速生成便于计算的两个重叠网格子域,利用运动区子域网格的转动来模拟旋翼的旋转运动,并对其运用线性弹簧动态网格技术来处理旋翼的挥舞和变距运动。发展了一种快速查找插值贡献单元的方法,无需建立Inverse网格,提高了计算效率和精度。使用高效双时间方法分区求解非定常Eu ler方程,两个子域的流场参数在重叠区进行耦合。计算了旋翼的两种前飞状态,所得结果与实验和文献结果都很吻合。     

跨音速单自由度非线性颤振--嗡鸣的数值分析

在非结构运动网格耦合欧拉方程求解跨音速非定常流场的基础上，考虑了翼面一操纵面系统的缝隙间网格运动问题。采用中心有限体积法进行空间离散和双时间方法进行时间推进求解非定常欧拉方程。通过与气动力方程的联立求解，在时域内用四步龙格一库塔方法求解结构运动方程。细致地研究了翼面一操纵面系统的跨音速单自由度非线性颤振现象——嗡鸣，阐明了操纵面发生嗡鸣的机理。并在此基础上，数值模拟了有扰流片情况下的操纵面嗡鸣现象，论证了扰流片可以起到抑制嗡鸣发生的作用，具有很好得指导工程实践的价值。     

跨音速三维操纵面嗡鸣数值方法研究

在非结构化动态网格耦合欧拉方程求解跨音速非定常流场的基础上,考虑了翼面-操纵面系统的缝隙间网格运动问题。采用中心有限体积法进行空间离散和双时间方法进行时间推进求解非定常欧拉方程。通过与气动力方程的联立求解,在时域内用四步龙格-库塔方法求解结构运动方程。数值分析研究了NA SA三维操纵面嗡鸣标模算例——全翼展操纵面NA SP(N ationalA eroSpace P lane)基本型机翼-操纵面嗡鸣现象,并和风洞实验结果进行了对比,取得了一致的结果,说明了该方法的正确性。     

基于Euler方程的B型和C型嗡鸣特性数值研究

运用非定常Eu ler方程求解气动力,耦合结构运动方程,采用改进的四步龙格-库塔推进方法,在时间域内研究了音速附近发生的单自由颤振问题。其中气动力模块采用非结构网格技术进行空间离散,运用线性弹簧方法实现非结构网格的运动。空间上采用Jam son中心格式的有限体积法,时间上采用双时间推进方法。从无量纲化的结构方程出发,把M数、音速、密度、舵面刚度、转动惯量、弦长等一系列气动、结构参数对嗡鸣特性的影响归结为三个无量纲参数的影响。通过研究发现,运用非定常Eu ler方程可以模拟B型和C型嗡鸣,但不能模拟因激波附面层干扰而产生的A型嗡鸣。C型嗡鸣比B型嗡鸣发展缓慢,提高系统阻尼对于排除C型嗡鸣更有效。     

非结构运动网格下的三维机翼颤振数值分析

利用非结构运动网格技术,考虑三维机翼弹性变形求解三维跨音速非定常流场,同时耦合多自由度结构运动方程进行跨音速标模算例AGARD445.6机翼的颤振数值分析。采用的流动控制方程为三维非定常Euler方程。用中心有限体积法进行空间离散,用双时间隐式方法进行时间推进。数值分析获得的颤振临界速度与马赫数关系曲线明显反映了跨音速颤振临界速度随马赫数变化出现“凹坑”的物理特征。同时,数值分析结果与风洞实验结果一致性较好验证了所使用的方法。     

结合CFD技术的跨音速动导数计算方法研究

在非结构化动态网格技术基础上,采用二阶精度的中心有限体积法和全隐式双时间推进方法进行非定常欧拉方程求解.通过建立动导数计算模型,发展结合CFD的飞行器跨音速动导数计算方法.通过三维跨音速非定常欧拉方程的求解,数值模拟了国外动导数计算标模Finner导弹的跨音速非定常绕流问题,进而计算了Finner导弹的跨音速纵向组合动导数,计算结果和文献中的风洞实验结果吻合较好,体现了方法的正确性.     

弹性机翼跨音速静气动弹性问题研究

在非结构网格基础上,采用有限体积法求解了Euler方程;在结构网格基础上,采用有限差分方法求解了N-S方程。同时采用结构影响系数法计及机翼结构系统的弹性影响,计算了弹性机翼的结构变形和气动力载荷。计算结果表明:后掠机翼结构系统的弹性使弹性机翼产生了正的挠度和负的剖面扭转角;负的扭转角使弹性机翼的有效迎角减小;有效迎角的减小又使得弹性机翼的有效气动力载荷减小。针对算例机翼结构系统的弹性使弹性机翼的升力相对刚性机翼的升力减小27.9%。     

一种时域颤振判定新方法研究

采用离散傅里叶变换方法对颤振时间响应历程计算结果进行分析,提出了一种从多个模态分支计算结果中归纳耦合主颤振分支的方法。分别从频率移动理论和能量变化观点出发,提出了针对颤振边界的临界颤振动压判定频率移动判据和能量因子判据。通过对国际标准跨声速颤振算例AGARD445.6机翼的时域颤振计算结果进行分析,验证了方法在耦合模态分支确定、临界颤振动压判定、主颤振分支判定3个方面的高有效性。此外,将该方法应用于高速中等展弦比气动翼面的跨声速颤振特性研究,成功地根据较复杂的响应曲线判断出了颤振边界,表明该方法具有良好的工程应用前景。     

带结构刚度非线性的超音速弹翼颤振分析方法研究

提出了带结构刚度非线性的超音速弹翼的颤振分析方法。以非定常可压三维N-S方程为基础，利用NND-LU混合差分格式，Baldwin-Lomax紊流模型，C-H贴体运动网格计算非定常气动力，并和变系数颤振方程耦合，用时间推进求解的方法计算带非线性结构刚度的翼面颤振特性。通过一个带结构刚度非线性的导弹全动翼面的算例，计算研究了3种常见的结构刚度非线性(间隙型，转折型，三次型)对颤振特性的影响。计算结果表明，间隙型的刚度非线性使颤振速度下降。转折型和三次型刚度非线性能提高额振速度。在一定的速度范围内带结构刚度非线性的颤振系统可能出现极限环振荡。