褶皱结构是否能对蜻蜓后翅气动性能产生正面的影响,对蜻蜓后翅气动性能的影响是否与雷诺数(Re)相关。建立接近真实蜻蜓后翅的三维蜻蜓后翅褶皱模型和拥有同样外形的三维平板模型,利用计算流体力学方法分别计算两个模型在不同Re、不同攻角(α)下滑翔飞行时的气动特性。结果表明:褶皱结构的存在会明显提高蜻蜓后翅的升力,但是同时也会增大其阻力;不同Re情况下,褶皱结构对蜻蜓后翅气动性能的影响不同,当Re=1000,α=0°~25°时,蜻蜓后翅的气动效能始终略优于三维平板;褶皱结构对蜻蜓后翅气动特性的影响与α也相关,α较大时蜻蜓后翅的气动效能略优于三维平板。

针对某带膛口制退器的大口径轻武器射流噪声问题,在实验研究和数据分析基础上,对膛口噪声的气动特性进行探究。利用小波分析方法对实验测得的噪声数据进行分析,将膛口冲击波与膛口脉冲噪声的波形加以区分;采用计算流体力学与计算气动声学耦合算法对膛口噪声进行数值模拟,并将测点位置的噪声数值模拟结果与实验结果进行对比分析,验证该计算方法的可行性;分析了膛口制退器内的激波分布及带膛口装置的膛口噪声场指向性分布。研究结果表明:膛口噪声成分复杂,频带宽且声能较高,膛口制退器引起膛口周围流场的侧向分流,从而影响膛口噪声的指向性分布。

计算流体力学（CFD）在汽车车身造型设计阶段具有重要作用。针对某SUV车型的中后期造型阶段的CAS面模型，经过几何清理和模型网格划分，构建了整车CFD计算模型。采用CFD软件STARCCM++对整车的气动阻力进行了模拟仿真计算，计算结果显示该车的空气阻力系数为0.325，在对该车型整车汽车流场分析的基础上指出了影响汽动阻力的车身关键部件，为后续汽车外形的进一步优化指出了方向。

为了快速有效地完成叶片造型,提高压气机气动性能,以全3维黏性反问题设计方法为基础,研究了全新的可控扩散叶型设计方法。基于黎曼不变量守恒建立了吸力和压力面型线与其对应静压分布之间的关系,通过给定叶片表面静压分布,求解吸力和压力面型线坐标几何参数。为了验证方法的有效性,以NASA Stage 35静子叶片为设计算例,通过全3维数值模拟得到其流场参数分布,进而采用可控扩散叶型的设计思路,对NASA Stage 35静子叶片表面的静压分布进行修改,以修改后的静压分布作为目标进行反问题设计计算,最终设计出满足设计要求的叶片几何型线。改型后的静子叶片通道内流场很好地实现了可控扩散叶型的流动结构,叶片总体气动性能得到提升,验证了可控扩散叶型全3维反问题设计方法的准确性和有效性。

在不改变迫击炮弹弹丸引信气动外形的基础上考虑了一种兼顾稳定性和修正能力的气动布局方案。研究对象是由可动舵修正引信和低旋迫击炮弹弹体构成的双旋体结构,引信体不跟随弹丸旋转,修正机构采用两对外形相同的可动鸭舵。通过计算流体力学分析,发现当舵片与弹身距离较近时产生的气流扰动在高马赫数下可以提高弹丸的静稳定性,在过弹道顶点后的低马赫数飞行条件下也能提供足够升力满足修正需要。通过6D弹道仿真求得该弹道修正引信的修正能力。

气象条件对炮弹外弹道具有重要影响,在对尾翼稳定的修正弹药弹道特性进行分析的基础上,将不同海拔高度的标准气象和非标准气象进行了比较,主要包括虚温、风速和大气压强。并对标准气象和非标准气象两种条件下的气动的仿真进行计算,得出了不同海拔高度下弹丸的阻力系数和升力系数。研究结果表明,非标准气象参数的变化,对于可以进行弹道修正的弹药影响较小,可为弹道修正类弹药的外弹道计算提供一些依据。

目的:探讨姿态不对称(包括偏航旋转与翻滚旋转)对跳台滑雪飞行阶段气动特性的影响。方法:将跳台滑雪运动员与滑雪板作为一个多体系统,采用部分时均(partially averaged Navier-Stokes,PANS)湍流模型并通过计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法数值模拟预测了多体系统姿态不对称情况下跳台滑雪飞行阶段空气动力学特性。偏航旋转角计算工况包括2.5°、5.0°、7.5°、10.0°、12.5°和15.0°,翻滚旋转角计算工况包括2.5°、5.0°、7.5°、10.0°、12.5°和15.0°。结果:1)受偏航旋转影响或翻滚旋转影响,多体系统明显产生偏航力、偏航力矩、翻滚力矩,且数值均呈现单调增大趋势;2)偏航旋转或翻滚旋转均对多体系统的升力、阻力以及俯仰力矩产生较大影响,当偏航旋转角为15.0°时,多体系统总升力减小10.14 N,总阻力增大36.71 N,总升阻比减小0.439,俯仰力矩数值增大2.59 N·m;当翻滚...

为研究柔性螺旋桨的气动弹性效应和推进性能,以成熟的计算流体力学和计算固体力学软件为平台,建立径向点插值方法(RPIM)以完成网格节点的位移传递,由虚位移原理辅助完成载荷传递的螺旋桨气动弹性分析框架.该方法可以避免生成奇异的插值矩阵,具有数值稳定性,适用于任意分布的节点,且能保证在数据传递过程中不发生能量损耗.流场网格更新通过Delaunay映射方法实现.研究结果表明:在所设置的工况中,桨叶沿来流方向的最大变形量可达桨叶半径的9.4%,旋转平面内的变形量约为来流方向上的52.1%;变形会使螺旋桨的迎风面受到更大的正压力,进而导致柔性螺旋桨产生比刚性螺旋桨更高的推力和扭矩,其最大改变量分别为7.2%和9.9%;气动弹性效应基本不会对推进效率产生影响.综上,在螺旋桨处于大推力、低速工况下时,气动弹性效应对推进性能有较大的影响,能够...

使用DrivAer汽车模型来研究仿生非光滑车外后视镜罩减阻降噪机理.风洞试验验证了LES(Large Eddy Simulation)和k-ε仿真模型的有效性,说明车外后视镜会导致空气阻力和空气噪声增加.在DrivAer汽车模型外后视镜罩造型表面应用仿生非光滑结构,仿真结果表明:车外后视镜上应用仿生非光滑结构,使整车阻力降低5.9%,侧窗外响度降低19.4%;仿生非光滑结构通过改变边界层流动状态,促使涡垫效应形成,减少来流能量损失,提高流场稳定性,进而对整车气动阻力和噪声产生积极的影响.

针对倾转四旋翼无人机同时存在旋翼和机翼两种升力机构并且旋翼短舱可倾转的特点,采用计算流体力学的方法对无人机进行了气动分析,对旋翼流场的模拟采用了动量源法,在保证了计算精度的同时提高了计算效率。在垂直模式下,旋翼产生的下洗流会对无人机的升力造成损失;在过渡模式下,旋翼对机翼的影响会随着飞行速度的增加而降低,气动特性逐渐接近固定翼无人机。研究气动特性可为倾转四旋翼无人机的设计和控制理论研究提供参考。