基于CFD计算域分区耦合技术的航空微型溢流阀流固耦合全域数值计算

作者： 朱嘉兴     李奕宁     牛世勇     田一松     李頔     解一鸣   来源： 航空学报 年份： 2024 文献类型 ： 期刊 关键词： CFD   微型阀   灵敏度分析   流固耦合   瞬态流场特性  

描述： 飞机液压作动系统微型插装式溢流阀具有微形流道结构，内部瞬时流体输运规律及诱发两相流的机制尚不明确，产品特性参数对性能的影响尚未明晰，亟需发展相关的仿真模型进行分析研究并开展实验验证工作。以某航空液压作动系统用微型插装式溢流阀为研究对象进行了仿真和试验研究。在仿真计算时，考虑了阀芯运动造成的溢流阀全域结构变化以及边界条件迁移的影响，在流固耦合的基础上提出了一种针对该型溢流阀流道结构的CFD计算域分区耦合技术，并以此完成了全域数值计算模型的建模工作。基于全空化模型、湍流模型和阀芯动力学计算模型，该CFD仿真模型可实现对溢流阀全工作周期内瞬态特性的准确模拟，可得到流体压力场、流体速度场、空化相变特性及运动组件动力学特性随阀芯动作的动态衍变规律。另一方面，搭建了溢流阀性能试验台用于验证仿真模型的正确性。并基于代理模型技术构建了CFD模型输入输出之间映射关系的Kriging模型，极大提升了原模型的计算效率。将其应用于较大计算规模的模型评估，以此进行了启闭及流量特性参数对输入参数的全局灵敏度分析。最后，以结果指导产品研制过程的优化。结果表明：该型溢流阀的启闭过程连续、迅速且稳定，可有效保障系统安全。仿真得到的压力-流量结果与试验数据较为吻合，全周期内最大误差保持在5%以内。弹簧特性和位移限制位置对溢流阀的启闭特性产生较大影响，需要在研制过程进行重点关注。本文工作有助于深入理解微型插装溢流阀内部复杂流动机理，可对其研制过程形成理论指导，对其所处液压作动系统的运行可靠性和稳定性提升具有较为重要的价值。

航空CFD四十年的成就与困境

作者： 阎超   来源： 航空学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空   CFD   飞行器   空气动力学   湍流  

描述： 从20世纪80年代开始，基于Euler/RANS方程的CFD在航空领域得到了迅速的发展和广泛的应用，成为航空飞行器研制和空气动力学研究的重要手段。通过将论述和实例相结合的方法，综述了40年来CFD在军用和民用航空等方面取得的辉煌成就，同时也分析了其存在的不足，尤其是一直存在的艰难的瓶颈难题，即由于湍流模型能力不足导致的分离流模拟困难。对航空CFD的发展，从湍流模型和计算方法两个核心方面进行了讨论。最后给出了简要的总结和对未来发展的展望。

航空CFD四十年的成就与困境

作者： 阎超   来源： 航空学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空   CFD   飞行器   空气动力学   湍流  

描述： 从20世纪80年代开始，基于Euler/RANS方程的CFD在航空领域得到了迅速的发展和广泛的应用，成为航空飞行器研制和空气动力学研究的重要手段。通过将论述和实例相结合的方法，综述了40年来CFD在军用和民用航空等方面取得的辉煌成就，同时也分析了其存在的不足，尤其是一直存在的艰难的瓶颈难题，即由于湍流模型能力不足导致的分离流模拟困难。对航空CFD的发展，从湍流模型和计算方法两个核心方面进行了讨论。最后给出了简要的总结和对未来发展的展望。

CFD在螺旋桨飞机滑流影响研究中的应用

作者： 马率   邱名   王建涛   缪涛   江雄   来源： 航空学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： CFD   螺旋桨飞机   滑流   重叠网格   非定常  

描述： 通过求解绝对坐标系下的非定常雷诺平均Navier-Stokes方程,计算了非定常滑流对某飞机巡航构型低速状态的气动特性影响。为描述螺旋桨桨叶的相对运动,采用了动态重叠网格技术,并在并行环境下采用全隐

CFD在螺旋桨飞机滑流影响研究中的应用

作者： 马率   邱名   王建涛   缪涛   江雄   来源： 航空学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： CFD   螺旋桨飞机   滑流   重叠网格   非定常  

描述： 通过求解绝对坐标系下的非定常雷诺平均Navier-Stokes方程,计算了非定常滑流对某飞机巡航构型低速状态的气动特性影响。为描述螺旋桨桨叶的相对运动,采用了动态重叠网格技术,并在并行环境下采用全隐

鸭式飞机矢量喷流对大迎角气动特性的影响

作者： 魏中成   王海峰   袁兵   李盈盈   来源： 航空学报 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 风洞试验   气动特性   鸭式布局   矢量喷流   大迎角  

描述： 针对单发鸭式布局飞机,通过低速风洞试验,研究了矢量喷流对飞机大迎角气动力的影响特性。研究结果表明:发动机喷口直径变大使得飞机大迎角升力和阻力系数增加,并产生低头力矩系数。喷流使得飞机大迎角升力和阻力系数明显增加,并产生低头力矩系数;大喷口状态喷流影响比小喷口状态高50%左右。发动机喷管上/下偏转时,矢量喷流对飞机上下表面气流诱导不对称,喷管上偏减小升力和阻力系数、产生抬头力矩系数,喷管下偏增加升力和阻力系数、产生低头力矩系数,且喷管下偏影响明显比上偏大。在此基础上,基于数值模拟结果对喷流与飞机主流的相互作用机理进行了分析。

鸭式飞机矢量喷流对大迎角气动特性的影响

作者： 魏中成   王海峰   袁兵   李盈盈   来源： 航空学报 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 风洞试验   气动特性   鸭式布局   矢量喷流   大迎角  

描述： 针对单发鸭式布局飞机,通过低速风洞试验,研究了矢量喷流对飞机大迎角气动力的影响特性。研究结果表明:发动机喷口直径变大使得飞机大迎角升力和阻力系数增加,并产生低头力矩系数。喷流使得飞机大迎角升力和阻力系数明显增加,并产生低头力矩系数;大喷口状态喷流影响比小喷口状态高50%左右。发动机喷管上/下偏转时,矢量喷流对飞机上下表面气流诱导不对称,喷管上偏减小升力和阻力系数、产生抬头力矩系数,喷管下偏增加升力和阻力系数、产生低头力矩系数,且喷管下偏影响明显比上偏大。在此基础上,基于数值模拟结果对喷流与飞机主流的相互作用机理进行了分析。

鸭式飞机矢量喷流对大迎角气动特性的影响

作者： 魏中成   王海峰   袁兵   李盈盈   来源： 航空学报 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 风洞试验   气动特性   鸭式布局   矢量喷流   大迎角  

描述： 针对单发鸭式布局飞机,通过低速风洞试验,研究了矢量喷流对飞机大迎角气动力的影响特性。研究结果表明:发动机喷口直径变大使得飞机大迎角升力和阻力系数增加,并产生低头力矩系数。喷流使得飞机大迎角升力和阻力系数明显增加,并产生低头力矩系数;大喷口状态喷流影响比小喷口状态高50%左右。发动机喷管上/下偏转时,矢量喷流对飞机上下表面气流诱导不对称,喷管上偏减小升力和阻力系数、产生抬头力矩系数,喷管下偏增加升力和阻力系数、产生低头力矩系数,且喷管下偏影响明显比上偏大。在此基础上,基于数值模拟结果对喷流与飞机主流的相互作用机理进行了分析。

鸭式飞机矢量喷流对大迎角气动特性的影响

作者： 魏中成   王海峰   袁兵   李盈盈   来源： 航空学报 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 风洞试验   气动特性   鸭式布局   矢量喷流   大迎角  

描述： 针对单发鸭式布局飞机,通过低速风洞试验,研究了矢量喷流对飞机大迎角气动力的影响特性。研究结果表明:发动机喷口直径变大使得飞机大迎角升力和阻力系数增加,并产生低头力矩系数。喷流使得飞机大迎角升力和阻力系数明显增加,并产生低头力矩系数;大喷口状态喷流影响比小喷口状态高50%左右。发动机喷管上/下偏转时,矢量喷流对飞机上下表面气流诱导不对称,喷管上偏减小升力和阻力系数、产生抬头力矩系数,喷管下偏增加升力和阻力系数、产生低头力矩系数,且喷管下偏影响明显比上偏大。在此基础上,基于数值模拟结果对喷流与飞机主流的相互作用机理进行了分析。