滑流对飞机纵向静稳定性影响的数值模拟

作者： 任晓峰   段卓毅   魏剑龙   来源： 空气动力学学报 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： 纵向静稳定性   旋转域   多参考坐标系   非结构面搭接网格   数值模拟   螺旋桨   滑流  

描述： 针对某"机身+机翼+襟翼+短舱+螺旋桨+平尾"简化构型,开展低速大拉力系数工况下强螺旋桨滑流的数值模拟。模型为翼吊双发布局,动力计算时分为三个计算域,分别为两个包含螺旋桨的旋转域和一个静止域。采用商业软件ICEM CFD生成多块面搭接非结构网格,在机体表面和滑流区域对网格进行加密以便于捕捉螺旋桨滑流的发展及其与机翼、尾翼等部件之间的干扰。采用ANSYS CFX软件求解雷诺平均Navier-Stokes方程,使用多参考坐标系(MFR)方法模拟螺旋桨的旋转。基本构型有/无动力的计算结果表明螺旋桨动力及其产生的滑流对模型的纵向静稳定性影响较大,模型的纵向静稳定性在迎角较小时下降明显甚至丧失,在迎角较大时反而略有增加。一般而言,涡桨飞机平尾处的流场受气动布局、迎角、机翼及襟翼的下洗和螺旋桨滑流及其强度等因素的共同影响。对模型各部件的俯仰力矩特性及尾翼区流场细节进行详细分析可知,小迎角时飞机纵向静稳定性的下降是由于平尾受到机翼及襟翼较强的下洗作用而导致效率下降,而此时平尾没能进入滑流区,不能有效利用滑流区内高能气流来提高平尾效率。并且由于两个螺旋桨同为逆时针旋转,右侧平尾的贡献高于左侧平尾。为了验证这一结论,分别将螺旋桨向上平移0.7m和将平尾下移0.86m并进行数值模拟,结果表明平尾对模型纵向静稳定性的贡献均有增加。

大型运输类飞机后缘襟翼气动载荷特性分析

作者： 熊磊   刘洋   毛俊   来源： 空气动力学学报 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： 后缘襟翼   风洞试验   气动载荷   大型运输机   飞行试验   数值模拟  

描述： 后缘襟翼气动载荷计算是大型运输类飞机增升装置设计工作中的关键步骤之一。在新型民用运输机的研制与适航取证工作中,发现现有的襟翼载荷计算方法在某些特殊工况下并非足够保守。某型支线客机襟翼测压试飞中测得其巡航构型下襟翼气动载荷相对计算值有较为明显的增加。在分析对比了试飞与风洞试验的压力分布数据,并借助CFD工具进行定性分析后,最终证明气动载荷的增加主要由襟翼舱的密封失效所造成。以往载荷计算时,襟翼舱内部的襟翼表面压力通常赋值为0,这在襟翼舱保持密封时是可靠的;但在实际飞行中,襟翼舱处襟翼与机翼主翼面后缘之间的密封装置通常会由于制造或受载变形等原因失效,此外该位置附近的扰流板也会在飞行时浮动或偏转,这些都会导致襟翼舱内部气压降低到当地外界的静压值,使得巡航构型襟翼压力分布在头部有一个较为明显的平台式增加。另一型单通道干线客机通过低速风洞测压试验发现在小襟翼偏度构型时襟翼的法向气动力系数有明显增加,采用该试验结果作为输入,计算得到的考虑扰流板偏转影响的小襟翼偏度构型襟翼气动载荷,甚至超过了扰流板未偏转时所有增升构型下的襟翼最严重载荷。通过对压力分布数据及CFD计算得到的二维流场的分析,证明扰流板偏转造成襟翼载荷增加的主要原因是前者对后者的上洗效应。扰流板的偏转将增加其下游襟翼处的当地迎角,使得后者在小偏度时就接近其在大偏度时的法向力系数,之后由于小襟翼偏度构型时更大的襟翼设计速度与对应速压最终造成了载荷增加。针对上述两个问题提出了符合客观流动规律的方法进行补充和修正:在计算巡航构型襟翼载荷时,可在原有测压试验得到襟翼压力分布的基础上补充平顶型前缘分布作为载荷计算输入;而在计算小襟翼偏度增升构型襟翼载荷时,则可以采用工程方法预估扰流板偏转带来的载荷增量。上述方法已在实际工作中得到验证和应用。

涡桨飞机发动机进气道排除异物特性数值研究

作者： 王利敏   张彦军   米百刚   杨梅花   来源： 航空工程进展 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 进气道   冰雹   旁通道   涡桨发动机   外来异物   数值模拟   冰块  

描述： 冰雹、冰块等外来异物被吸入进气道进而进入发动机,易导致发动机性能下降或者停车,威胁飞行安全,因此分析涡桨飞机进气道旁通道的排异特性具有重要意义。根据适航规范,针对两种常见外来异物——冰雹和冰块进行本体特性分析,确定其几何、质量以及初始姿态特性;通过计算流体力学(CFD)联合六自由度(6DOF)方法,对某国产新型涡桨支线飞机主发动机进气道中的外来异物运动排除特性进行数值模拟,进一步耦合LS-DYNA软件对排除中遇到的碰撞问题进行仿真分析。结果表明:一旦异物与壁面发生碰撞,碎裂成若干很小的碎块,能量损失,对发动机威胁较小,无论是进入主发动机或者旁通道,均可认为排除;但下壁面结冰区的冰块容易直接进入主发动机,有可能造成严重影响,需要重点关注。

航空发动机燃油雾化特性研究进展

作者： 严红   陈福振   来源： 推进技术 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 雾化实验   航空发动机   雾化理论   综述   数值模拟   燃油雾化  

描述： 从实验、理论和数值模拟三个方面对航空发动机内的燃油雾化问题研究进展进行了综述。实验方面,通过雾化实验,可定性分析喷注参数及环境条件等因素对雾化效果的影响,测量技术是影响实验精度的关键;雾化理论对液膜形状及破碎特性的预测值与实验还存在一定误差,复杂气动条件下的雾化理论还较为缺乏;雾化数值模拟可以获得不同形式燃油雾化的某些典型变化过程,复杂多过程、多因素影响的雾化模拟还较难开展。总体上看,航空发动机燃油雾化机理还未能完全揭示。

航空发动机燃油雾化特性研究进展

作者： 严红   陈福振   来源： 推进技术 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 雾化实验   航空发动机   雾化理论   综述   数值模拟   燃油雾化  

描述： 从实验、理论和数值模拟三个方面对航空发动机内的燃油雾化问题研究进展进行了综述。实验方面,通过雾化实验,可定性分析喷注参数及环境条件等因素对雾化效果的影响,测量技术是影响实验精度的关键;雾化理论对液膜形状及破碎特性的预测值与实验还存在一定误差,复杂气动条件下的雾化理论还较为缺乏;雾化数值模拟可以获得不同形式燃油雾化的某些典型变化过程,复杂多过程、多因素影响的雾化模拟还较难开展。总体上看,航空发动机燃油雾化机理还未能完全揭示。

基于IPMV-PPD的飞机客舱热舒适性数值模拟研究

作者： 林家泉   连美如   吴垌   来源： 机床与液压 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 波音737飞机客舱   IPMV   热舒适性   PPD   数值模拟   桥载空调  

描述： 为改善桥载空调由于恒速送风所造成的客舱热舒适性不佳和节能效率不高的情况,用CFD方法建立了波音737飞机经济舱及人体的三维模型,对夏季工况下不同送风速度时客舱内的温度场进行了仿真分析。采用IPMV-PPD(Integrated Predicted Mean Vote-Predicted Percentage of Dissatisfied people)作为热舒适性指标,在选取的采样截面上得到各个采样点的风速、温度及IPMV、PPD的值,通过高斯拟合得到送风速度与IPMV、PPD平均值之间的曲线关系,进而求出满足乘客热舒适性要求的桥载空调最佳送风速度区间,为客舱舒适性控制及桥载空调节能控制提供理论依据。

第一届航空CFD可信度研讨会总结

作者： 王运涛   刘刚   陈作斌   来源： 空气动力学学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： T1模型   RANS方程   AeCW   气动特性   CHN   数值模拟  

描述： 总结了第一届航空可信度研讨会(AeCW-1)的数值模拟结果。AeCW-1会议由中国空气动力学会计算空气动力学专委会主办,并在第一届空气动力学大会上做了专题研讨。本次研讨会吸引了14家单位参与,共提交

基于IPMV-PPD的飞机客舱热舒适性数值模拟研究

作者： 林家泉   连美如   吴垌   来源： 机床与液压 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 波音737飞机客舱   IPMV   热舒适性   PPD   数值模拟   桥载空调  

描述： 为改善桥载空调由于恒速送风所造成的客舱热舒适性不佳和节能效率不高的情况,用CFD方法建立了波音737飞机经济舱及人体的三维模型,对夏季工况下不同送风速度时客舱内的温度场进行了仿真分析。采用IPMV-PPD(Integrated Predicted Mean Vote-Predicted Percentage of Dissatisfied people)作为热舒适性指标,在选取的采样截面上得到各个采样点的风速、温度及IPMV、PPD的值,通过高斯拟合得到送风速度与IPMV、PPD平均值之间的曲线关系,进而求出满足乘客热舒适性要求的桥载空调最佳送风速度区间,为客舱舒适性控制及桥载空调节能控制提供理论依据。

基于IPMV-PPD的飞机客舱热舒适性数值模拟研究

作者： 林家泉   连美如   吴垌   来源： 机床与液压 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 波音737飞机客舱   IPMV   热舒适性   PPD   数值模拟   桥载空调  

描述： 为改善桥载空调由于恒速送风所造成的客舱热舒适性不佳和节能效率不高的情况,用CFD方法建立了波音737飞机经济舱及人体的三维模型,对夏季工况下不同送风速度时客舱内的温度场进行了仿真分析。采用IPMV-PPD(Integrated Predicted Mean Vote-Predicted Percentage of Dissatisfied people)作为热舒适性指标,在选取的采样截面上得到各个采样点的风速、温度及IPMV、PPD的值,通过高斯拟合得到送风速度与IPMV、PPD平均值之间的曲线关系,进而求出满足乘客热舒适性要求的桥载空调最佳送风速度区间,为客舱舒适性控制及桥载空调节能控制提供理论依据。

仿生正弦前缘对翼面动态失速影响的数值研究

作者： 侯宇飞   李志平   来源： 航空学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 动态失速   载荷峰值   数值模拟   被动控制   正弦前缘   分离涡  

描述： 动态失速导致叶片气动载荷急剧变化，造成振动载荷激增，桨叶寿命大幅衰减。针对动态失速问题，从座头鲸胸鳍在动态倾转下取得良好的流动特性获得启示，据此模化出仿生正弦前缘翼面（包含三种波峰和两种波长），旨在实现动态失速控制。借助三维非定常数值模拟方法，采用运动网格技术，基于SC1095旋翼翼型，研究了仿生前缘动态失速流动控制机理及运动参数和来流速度的影响。结果表明：正弦前缘大幅度降低俯仰力矩系数峰值和阻力系数峰值；前缘波峰越小和波长越大，阻力系数峰值与俯仰力矩系数峰值的抑制效果越明显，虽然升力系数峰值减小，但其减小量远小于前两者，例如其中一种仿生翼使最大俯仰力矩系数减小了47.7%，最大阻力系数减小了36.4%，升力系数峰值减小14.1%；在最大攻角附近，正弦前缘能够缓和失速特性，使载荷变化更为平缓；在高平均攻角、低俯仰频率、低马赫数下，仿生翼动态失速控制效果更强，相比较而言攻角振幅的影响较小。