航空发动机压气机计算网格自动生成技术研究

作者： 郭丹   来源： 西南科技大学 年份： 2017 文献类型 ： 学位论文 关键词： CFD   拓扑   压气机叶片   网格自动生成  

描述： 随着计算机技术水平的提高,计算流体力学以其独特的技术优势广泛应用于实际工程中,在高端工业设计和制造领域发挥了越来越重要的作用。本文依托中国空气动力研究与发展中心进行的航空发动机压气机一体化设计与分析平台研发工作,研究航空发动机压气机网格的自动生成技术,是该项目的三个核心关键技术之一。同比传统的手工网格绘制,本文的研究成果极大地提高了网格生成效率,缩短了网格生成周期,最大限度地保证了网格质量。文章提出的网格自动生成技术,采用了结合CAD模型特征提取几何过渡处理方案,研究了基于特征的网格拓扑自动构造方法,探索了特定领域高精度结构化网格自动化生成的技术途径,具有很高的工程应用价值。本文针对航空发动机压气机叶片的几何特性,在研究了高精度附面层网格生成方法和拓扑构造技术的基础上,设计了针对叶片的CFD网格划分方案,确定了压气机叶片网格自动生成的流程。通过对压气机CFD数值模拟的研究,确定了一套适合CFD数值模拟的计算域分块策略。以SPIDER软件的核心为底层库,采用VC++编程语言开发了压气机叶片网格自动生成软件,实现了压气机网格的定制化。本文利用完成的网格自动生成技术研究,编写了相应的算法功能模块,并成功应用到压气机叶片的CFD网格生成上,实现了叶片拓扑自动分块、压气机叶片间网格拓扑构造和九级压气机网格的自动生成。通过对真实数模数据网格生成结果的计算,验证了开发的航空发动机压气机网格自动生成功能模块的正确性,展现了其生成效率高、网格质量好的特点,进一步拓展了CFD计算网格自动生成技术的应用前景。

太阳能飞机高效率螺旋桨设计关键技术研究

作者： 翟若岱   来源： 沈阳航空航天大学 年份： 2017 文献类型 ： 学位论文 关键词： CFD   风洞试验   太阳能飞机   高效率螺旋桨设计  

描述： 太阳能飞机是一种以太阳能作为推进能源的航空飞行器,其碳排放量为零,理论上可以实现几乎无限的续航时间和超高空巡航飞行,因而具有很大的军事和民用潜力。为了达到昼夜飞行的目的,需要提高太阳能飞机气动和动力装置的效率,而设计高效率的螺旋桨是其中重要的一环。国内外关于螺旋桨和翼型的研究已经有了一些理论和实践成果,在此基础上,本文进行了以下研究:调研了国内外太阳能飞机的性能、太阳能飞机螺旋桨以及其他飞机螺旋桨的研究情况;比较并选取了一种适合太阳能飞机螺旋桨运行工况的翼型;以整个飞行跨度内都有较高的效率为目标,基于一种高效率螺旋桨设计方法,改进其得到最终弦长分布和桨距角分布的方法,编写了MATLAB程序,设计了一款太阳能飞机高效率螺旋桨;将翼型坐标数据根据弦长分布、桨距角分布放大、旋转得到各占位处叶素的三维坐标,并用CATIA的参数化建模功能建立了其三维模型;对一款做过风洞试验的螺旋桨进行CFD仿真,将结果与风洞试验数据进行了对比,验证了CFD方法的可行性和精度;对设计的螺旋桨进行了CFD仿真分析。结果表明该螺旋桨在一定前进比范围内效率都高于80%,证明了设计方法的可行性。本文的研究对设计太阳能飞机高效率螺旋桨和发展太阳能飞机有一定的参考意义。

雷诺数对太阳能飞机气动特性的影响研究

作者： 毛一青   来源： 科技创新与应用 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： CFD   雷诺数   气动特性   太阳能飞机  

描述： 太阳能飞机的相对速度较低,高空飞行可能面临低雷诺数带来的气动问题。采用经典的面元法二维程序,对典型的FX低速翼型进行了不同雷诺数的计算评估,分析了气动力系数、转捩点等随雷诺数的变化特点。将二维拓展至三维情形,采用RANS求解器,对某太阳能飞机的几个典型高度工况进行了全机气动特性的计算分析,证实二维翼型的雷诺数影响规律对于三维全机仍然是适用的。当雷诺数显著降低时,气动特性通常也会有一定程度的恶化,在太阳能飞机的初步设计阶段就应该对雷诺数的影响进行充分的分析评估。

飞机客舱与登机廊桥内热舒适性数值模拟分析

作者： 郝贵和   梁小贝   来源： 中国民航大学学报 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： CFD   登机廊桥   热舒适性   气流组织   桥载空调  

描述： 飞机停靠站时,需要桥载空调来维持飞机客舱和廊桥内部的热舒适性,合理的桥载空调控制既能保证要求的舒适程度,又可实现节能环保。为此对飞机客舱与登机廊桥环境进行数值模拟(CFD),分析其温度场和速度场,应用两者内部的空气分布特性和温度、风速的不均匀系数作为热舒适性评价指标,研究桥载空调送风速度与飞机客舱和廊桥内部热舒适性的关系。研究显示只有当送风速度选取适当才能保证空气分布特性指标(ADPI)取得最大值,在最佳送风速度时,不同的气流组织形式对热舒适性的影响不同,均匀的送风模式能更好地满足人们对热舒适性的要求。CFD研究得到的桥载空调送风速度及送风模式与热舒适性的关系,可为桥载空调的合理控制提供依据。

高速飞机总静压探头的气动设计、仿真和测试

作者： 杜振宇   石岩   张亚军   来源： 计测技术 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： CFD   飞行校测   风洞测试   总静压探头   气动设计  

描述： 阐述了高速飞机总静压探头的气动设计、CFD仿真、风洞测试、飞行校测。通过旋成体理论实现总静压探头补偿型面在设计阶段的快速调整,通过商用CFD软件得出静压误差的仿真。设计的总静压探头气动性能需要通过风洞测试的验证,并最终通过飞行校测验证其是否满足使用要求。

CFD软件可视化交互技术在航空领域应用研究

作者： 宋万强   徐悦   徐琳   来源： 航空科学技术 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空   CFD   可视化   Qt   CFD通用符号系统   VTK  

描述： 围绕航空CFD软件前处理过程中的三维数据可视化需求开展研究。根据航空CFD软件前处理应用需求,基于Qt/VTK工具库对CFD前处理过程进行三维数据可视化设计,将三维数据显示模块与外部业务控制模块实时响应,直观地显示了计算域的网格信息,极大地方便了网格计算域的计算参数设置,屏蔽了繁琐的人机指令交互方式,实现了友好三维可视化人机交互。