等离子体流动控制作为一种新型的主动流动控制技术,可显著提升飞行器的气动性能。采用纳秒脉冲气动激励进行了某型无人机流动分离控制实验。实验结果表明:纳秒放电和毫秒放电的激励电压几乎相等,但是纳秒放电产生的电流(30A)比毫秒放电电流(0.1A)大得多;纳秒脉冲气动激励在流场中诱导产生近似向上的冲击波,最大诱导速度不超过0.5m/s;纳秒放电的快速温升效应在静止空气中诱导产生冲击波,冲击波的持续时间约为80μs,传播速度约为380m/s;当激励电压大于一定阈值时,纳秒脉冲气动激励使得该型无人机上表面的流动分离得到抑制,临界失速迎角从20°提升至27°,最大升力系数增大11.24%。探究放电频率对流动控制效果的影响规律,结果表明:最佳激励频率是使得施特劳哈尔数为1的频率值;在附面层流动控制方面,纳秒脉冲气动激励较毫秒脉冲气动激励更加有效;...

风电产业的发展已进入关键瓶颈期,叶面流动分离控制技术的开发已成为产业发展中亟待攻克的重要课题。文章提出了在叶片吸力面靠近流动分离处实施翼型结构向翼面内侧凹曲的结构优化方式,通过凹变参数的合理选择实现了叶面流动分离的有益控制和叶片气动性能的有效提升,为叶面流动分离控制提供了新的分析思路和解决方案。

涡流发生器能控制风力机边界层的流动分离,有效提升风力机的气动特性。基于数值模拟的方法,研究了在叶片过渡区域加装涡流发生器对风力机叶片气动特性的影响。研究结果表明,涡流发生器可以有效地提升风力机叶片的气动特性,抑制叶片吸力面边界层的流动分离。同时,分析了过渡区域加装涡流发生器对压力系数、推力系数和扭矩力系数的影响。

已有大功率调制气流声源的实验集中于声场的测量,但对与声场特性密切相关的声源内部流场的演化过程研究较少。本文设计了稳态流场粒子图像测速（PIV）实验系统和流动致声单点测试系统,并分别用于内流场稳态和瞬态流动特性的研究。稳态流场实验结果中,喉道内呈减速增压流动,外壁面流动分离和近壁面高低压区域交替成为高气室压力下声源稳态流场的重要特征。流场扰动致声过程的测量数据表明,调制频率对内流场分布的变化有显著影响,强声波产生的频率相关性受气室压力、激励信号强度和声源几何参数等多种因素共同作用。气路系统的流动对调制部件的振动过程有一定影响,所测声源频率响应峰值位于0.5～1kHz。激励电流低于10A时,声压级输出随着气室压力和激励信号强度的增加而增加。喷口出口和喉道入口宽度对于声源性能也有明显的影响...

作为一种新型的气动布局形式,排式布局对低雷诺数流动具有较高的气动效率,适用于柔性可充气飞行器,比如充气式飞机或是高空飞艇。但是,由于前、后翼之间强烈的气动干扰现象,目前对此类布局的气动特性认识还十分有限。为了充分理解这种布局的气动特点,在前期风洞试验的基础上,开展了数值模拟工作,详细地研究了低雷诺数情况下翼型厚度、表面波纹状外形及后翼偏转角度等几何因素对此类飞行器气动特性的影响规律。计算结果表明,在计算的迎角范围内,排式布局能通过前后翼之间的气动干扰延缓或抑制机翼后缘处的流动分离,从而提高整体气动效率,因此排式布局在未来很适合应用于小型无人机或是飞艇等可充气式飞行器构型上。

为了研究凹坑单元不同排列方式对直升机气动阻力的影响，分别在直升机尾舱门处布置矩形排列、菱形排列和等差排列的凹坑单元。采用基于剪切应力输运模型（k-ωSST）的计算流体力学方法，对比分析了不同排列方式的减阻效果、后体局部流场和表面压力分布情况。计算结果表明，以菱形排列的凹坑形非光滑表面可以获得最好的气动减阻效果，机身总减阻率可以达到10.9%。进一步分析发现，由于在相同大小曲面内，菱形排列能够布置最多的半球形凹坑单元，而半球形凹坑单元可以延缓机身后体流动分离，抵消对阻力直接做出贡献的低压区面积，从而减小机身的气动阻力。

为探索多路阵列式微秒脉冲表面电弧放电(μs-SAD,Microsecond pulse surface arc discharge)对尖前缘小后掠三角翼流动分离的控制效果和作用机理,首先通过放电测试和纹影测试对多路阵列式μs-SAD的激励特性进行研究,揭示其对流场的作用原理,进一步将多路阵列式μs-SAD用于三角翼流动控制,开展了小后掠三角翼流动分离控制低速风洞实验,研究了来流速度、激励电压和激励频率等参数对控制效果的影响规律。结果表明:多路阵列式μs-SAD能够快速放热,单路瞬间放电能量可达68mJ,在流场局部可诱导产生冲击波;机翼前缘多路阵列式μs-SAD能有效改善三角翼大迎角气动特性,当来流速度为30m/s时,使最大升力系数提高27.2%,失速迎角推迟4°;来流速度增大到40m/s时,流动控制效果减弱,使最大升力系数提高15.5%;存在最佳激励频率使无量纲频率F^+=1时,控制效果最好;激励电压存在阈值,其...

以某大型矿用低压轴流式通风机为研究对象,采用气体动力学性能试验和数值模拟的方法研究了不同入口弯管对风机性能的影响,重点分析了入口弯管引起的叶轮内部流动特征和损失分布的变化规律。研究结果表明,风机入口采用弯管连接缩短了进口管道的轴向长度,节省了地下空间,但同时来流的均匀性受到影响。弯管内气流速度梯度较大,管道内侧易发生流动分离,产生回流区,增大了流体流动时的能量损失,风机的整体性能下降。弯管与叶轮入口之间的连接长度会影响内部流场,当附加直管段较长时,来流均匀性得到提高,风机性能有所改善。

轴流压气机是大型燃气轮机的重要部件。然而由于端壁附面层的影响,多级轴压气机的后面几级静叶上端壁会出现流动分离现象,造成上端壁区域的流动阻塞,使得压气机的通流能力降低,从而流动损失增加。文中针对一多级轴流压气机的末两级,采用CDA对动静叶进行优化设计分析。数值研究表明,经优化设计后,能够有效改善端区的流动情况,提高压气机的通流能力,提高压气机的效率及增压比。这对轴流压气机的优化设计具有一定的借鉴意义。

介绍了适用于激波风洞的表面油流流动显示方法及其典型显示结果。实验表明应用油滴、油膜及其组合等方法在６～８ｍｓ的实验时间内，能够清晰地显示三维突出物干扰引起的层流分离、转捩分离和湍湍分离流及其尾迹流谱。