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国家自然科学基金(11272150)

作品数:32 被引量:215H指数:10
相关作者:招启军赵国庆王博李鹏朱正更多>>
相关机构:南京航空航天大学中国航空工业集团公司中国直升机设计研究所更多>>
发文基金:国家自然科学基金江苏高校优势学科建设工程资助项目江苏省科技支撑计划项目更多>>
相关领域:航空宇航科学技术理学更多>>

文献类型

  • 32篇中文期刊文章

领域

  • 32篇航空宇航科学...
  • 1篇理学

主题

  • 25篇旋翼
  • 15篇气动
  • 12篇定常
  • 12篇非定常
  • 11篇嵌套网格
  • 10篇运动嵌套网格
  • 8篇动特性
  • 8篇翼型
  • 8篇失速
  • 8篇气动特性
  • 6篇动态失速
  • 6篇流场
  • 6篇非定常气动
  • 6篇NAVIER...
  • 5篇直升
  • 5篇直升机
  • 5篇非定常气动特...
  • 5篇RANS方程
  • 4篇悬停
  • 4篇旋翼翼型

机构

  • 27篇南京航空航天...
  • 1篇中国航空工业...
  • 1篇中国直升机设...

作者

  • 27篇招启军
  • 10篇赵国庆
  • 8篇王博
  • 7篇李鹏
  • 5篇朱正
  • 4篇王清
  • 4篇吴琪
  • 3篇陈希
  • 2篇林永峰
  • 2篇尹江离
  • 2篇朱秋娴
  • 1篇王俊毅
  • 1篇顾蕴松
  • 1篇张冬雨
  • 1篇肖宇
  • 1篇徐国华
  • 1篇左伟
  • 1篇陈丝雨
  • 1篇冯德利
  • 1篇朱明勇

传媒

  • 9篇航空学报
  • 7篇航空动力学报
  • 5篇Chines...
  • 4篇空气动力学学...
  • 3篇力学学报
  • 3篇南京航空航天...
  • 1篇声学学报

年份

  • 5篇2017
  • 9篇2016
  • 10篇2015
  • 7篇2014
  • 1篇2013
32 条 记 录,以下是 1-10
排序方式:
基于目标压力分布的旋翼先进气动外形反设计分析方法被引量:3
2014年
基于雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程、运动嵌套网格、目标压力分布及余量修正方法,构建了一套直升机旋翼桨叶先进气动外形反设计方法。为避免由桨叶气动外形变化导致的网格畸变,发展了一套基于Poisson方程求解的旋翼桨叶结构化贴体正交网格的快速、自动化生成方法,为提高运动嵌套网格的生成质量和通用性,采用剖面间网格插值与桨尖翻折相结合的方法,同时建立了基于"Top Map"和"Inverse Map"相结合的洞边界划定和贡献单元搜寻的新方法。基于Navier-Stokes方程和双时间法建立了旋翼非定常流场模拟方法,通量求解采用Roe-MUSCL格式,并使用低速预处理法来克服前飞旋翼流场收敛中遇到的刚性问题。在计算流体力学(CFD)方法基础上,基于旋翼翼型压力系数余量联立各方位角处的反设计MGM(Modified Garabedia-McFadden)超定方程组,并依据激波分离、失速等约束设置了各方位角处的反设计权重系数,创建了基于MGM超定方程组最小二乘解的旋翼气动外形(翼型)设计方法。应用所建立的方法,分别针对多目标、多状态和前飞时的旋翼(翼型)气动外形进行反设计分析,验证了本文方法的有效性。最后,将该方法拓展应用到旋翼桨尖气动外形设计中,设计得到与UH-60A直升机旋翼气动特性相似的矩形桨叶外形。
赵国庆招启军
关键词:旋翼气动外形前飞反设计NAVIER-STOKES方程翼型
计入离心力影响的直升机旋翼翼型结冰数值模拟被引量:6
2014年
建立了一套计入离心力影响的直升机旋翼翼型结冰的数值模拟方法.首先生成围绕翼型的贴体正交网格,然后用Navier-Stokes(N-S)方程求解黏性绕流流场.在此基础上,利用拉格朗日法建立水滴运动方程.其中,为提高计算效率,提出了结合位移矢量的水滴所处单元寻觅方法.最后,结合桨叶工作特点,发展了一种计入离心力影响的三维结冰模型.通过与桨叶结冰实验的对比,验证了本文结冰预测方法的可靠性.对比常规结冰模型,桨叶结冰量减少22.3%;若考虑桨叶的挥舞运动影响,桨叶结冰量进一步减少,表明了离心力及桨叶运动在结冰数值模拟中的重要性.通过不同剖面间的结冰量和冰形对比,分析并获得了桨叶结冰特征.结果表明离心力的影响程度随径向位移的增加而增加,下翼面结冰量随挥舞角的增加而减少.
陈希招启军赵国庆
关键词:结冰旋翼翼型离心力
倾转旋翼典型飞行状态气动特性的CFD分析被引量:15
2016年
针对倾转旋翼特有的悬停、巡航、过渡3种飞行模式,基于CFD方法分别对倾转旋翼的上述3种典型飞行状态进行了数值模拟.首先,基于运动嵌套网格思想建立了适合倾转旋翼运动模拟的多层运动嵌套网格系统.然后,基于RANS(Reynolds averaged Navier-Stokes)方程建立了适用于非定常流场分析的CFD模拟方法.为了提高整个流场的计算效率,时间推进采用高效的隐式LU-SGS(lower upper symmetric Gauss Seidel)方法,并运用SPMD(single program multiple data)并行计算模式.最后,采用所建立的网格生成方法和流场求解器,进行了不同飞行状态下的倾转旋翼气动特性数值分析,验证了建立CFD方法的有效性并得出了多种飞行状态下的气动特性.结果表明:悬停状态下倾转旋翼相对于直升机旋翼有更加明显的下洗流影响区域.巡航状态两旋翼中心间距为2.5R时,倾转旋翼之间存在明显的气动干扰.过渡状态下,倾转旋翼提供的拉力在倾转角为45°前下降较快,且在倾转角较小时,倾转旋翼桨叶表面拉力分布仍能表现出直升机旋翼的特性.
李鹏招启军
关键词:倾转旋翼非定常气动特性RANS方程
基于隐式算法的悬停旋翼粘性绕流高效CFD分析方法被引量:1
2015年
为显著提高旋翼粘性绕流CFD模拟效率,建立了一套高效的基于隐式LU-SGS算法和OpenMP并行策略的旋翼悬停流场求解方法。首先,求解Poisson方程生成桨叶剖面翼型的贴体正交网格,并通过剖面网格插值、翻折方法生成桨叶C-O型贴体网格;在此基础上,采用基于"扰动衍射"挖洞方法与"Inverse map"相结合的洞边界划定与贡献单元搜索方法,解决了嵌套网格技术中的相关瓶颈问题。然后,以非惯性系下耦合S-A湍流模型的RANS方程为流场主控方程,对流通量采用三阶Roe-MUSCL格式进行离散,时间推进采用高效的隐式LU-SGS方法,同时采用基于数据共享的OpenMP并行策略加速流场求解。最后,运用所建立的方法分别对不同旋翼翼型和悬停状态"Caradonna-Tung"以及UH-60A旋翼的流场及气动特性进行了计算,并给出了根据涡核位置加密网格来提高桨尖涡捕捉精度的方法,同时将计算结果与试验值进行了对比,验证了该方法在旋翼CFD流场模拟中的高效性和高精度特征。
吴琪招启军赵国庆王博
关键词:旋翼RANS方程嵌套网格方法
适用于倾转旋翼机气动分析的新型嵌套网格方法被引量:2
2017年
为克服围绕复杂倾转旋翼机生成高质量一体化结构网格的困难,将分块网格策略与嵌套网格方法融合,提出并建立了一套适用于倾转旋翼机气动干扰分析的新型嵌套网格生成方法。该方法中,将整体网格按照倾转旋翼机结构特性进行了分块生成,在保证插值精度的基础上降低了网格规模。为高效连接不同部件网格,首先,引入Inverse-Map方法来辅助部件网格定位,采用新颖的多向投影方法保证了部件间洞边界的连续性;其次,基于独立挖洞嵌套策略完成机身与背景网格的组合,并使用了相应的辅助计算坐标进行背景边界网格标识。在贴体网格区域采用基于S-A(Spalart-Allmaras)湍流模型可压缩RANS(雷诺平均NavierStokes)方程求解流场,背景网格区域采用欧拉方程,并运用了SPMD(single program,multiple data)模式的并行加速技术,建立了适合倾转旋翼机气动干扰特性分析的高效混合CFD方法。采用Robin直升机机身作为数值算例,验证了CFD方法的有效性。在此基础上着重对倾转旋翼机在悬停、过渡和前飞巡航模式下的干扰流场进行了数值分析研究,分别得出了悬停状态下倾转旋翼机典型的"喷泉效应"干扰现象、过渡状态下的非定常气动干扰特性以及巡航状态下的部件气动变化特性,计算结果表明建立的新型嵌套网格方法能够较好地表征倾转旋翼机外形特性,并能够有效地用于倾转旋翼机的气动特性分析,加速比能超过5.0。
李鹏招启军尹江离朱秋娴王博
关键词:倾转旋翼机气动干扰运动嵌套网格NAVIER-STOKES方程
旋翼翼型动态失速流场特性PIV试验研究及L-B模型修正被引量:12
2014年
为测量翼型动态失速的非定常涡流场特性,采用3D-PIV技术,对典型直升机旋翼翼型SC1095的动态失速流场特性进行测量,发现涡在不同位置处的输运速度不同:位于翼型表面的涡的无量纲速度为0.39,位于尾迹区的涡的无量纲速度为0.55.利用前缘涡输运速度变化这一特征,改进了经典的翼型动态失速利什曼--贝多斯(Leishman--Beddoes,L--B)模型,将该模型中固定的涡时间常数修正为可以随涡位置变化的时变函数,修正后的模型计算得到翼型法向力峰值相对原L--B模型提升5%,力矩系数负峰值相对原L--B模型提升13%,与试验值相比更加吻合,表明修正后的翼型动态失速模型更好地体现了翼型前缘涡的物理特征.
王清招启军赵国庆
关键词:旋翼翼型前缘涡动态失速
CFD calculations on the unsteady aerodynamic characteristics of a tilt-rotor in a conversion mode被引量:15
2015年
In order to calculate the unsteady aerodynamic characteristics of a tilt-rotor in a conversion mode, a virtual blade model(VBM) and an real blade model(RBM) are established respectively. A new multi-layer moving-embedded grid technique is proposed to reduce the numerical dissipation of the tilt-rotor wake in a conversion mode. In this method, a grid system generated abound the rotor accounts for rigid blade motions, and a new searching scheme named adaptive inverse map(AIM) is established to search corresponding donor elements in the present movingembedded grid system to translate information among the different computational zones. A dual-time method is employed to fulfill unsteady calculations on the flowfield of the tilt-rotor,and a second-order centered difference scheme considering artificial viscosity is used to calculate the flux. In order to improve the computing efficiency, the single program multiple data(SPMD)model parallel acceleration technology is adopted, according to the characteristic of the current grid system. The lift and drag coefficients of an NACA0012 airfoil, the dynamic pressure distributions below a typical rotor plane, and the sectional pressure distributions on a three-bladed Branum–Tung tilt-rotor in hover flight are calculated respectively, and the present VBM and RBM are validated by comparing the calculated results with available experimental data. Then, unsteady aerodynamic forces and flowfields of an XV-15 tilt-rotor in different modes, such as a fixed conversion mode at different tilt angles(15°, 30°, 60°) and a whole conversion mode which converses from 0° to90°, are numerically simulated by the VBM and RBM respectively. By analyses and comparisons on the simulated results of unsteady aerodynamic forces of the tilt-rotor in different modes, some meaningful conclusions about distorted blade-tip vortex distribution and unsteady aerodynamic force variation in a conversion mode are obtained, and these investigation results could provide a good foundation for tilt-rotor aircr
Li PengZhao QijunZhu Qiuxian
关键词:非定常气动特性NACA0012翼型网格系统中心差分格式非定常气动力
新型桨尖抑制旋翼跨声速噪声特性的影响机理分析被引量:1
2017年
为研究不同形式的新型桨尖在抑制旋翼跨声速噪声特性方面的作用机理,以UH-1H模型旋翼为基准,开展了多种后掠和前掠桨尖对旋翼高速脉冲噪声特性的数值分析研究。采用积分形式的可压缩雷诺平均NavierStokes(RANS)方程作为旋翼流场求解控制方程,时间推进方法采用高效的隐式LU-SGS格式,空间方向采用高精度的Roe-MUSCL格式,湍流模型选用Baldwin-Lomax模型。在CFD方法验证基础上,采用基于可穿透旋转积分面的鲁棒性较好的FW-H_pds方程来求解旋翼高速脉冲(high-speed impulsive,HSI)噪声,并通过对UH-1H模型旋翼的跨声速噪声的计算,验证了噪声预测方法的有效性。在此基础上,研究了在不同桨尖马赫数下的旋翼桨尖附近的离域化(delocalization)现象以及高速脉冲噪声特性,通过四极子噪声和单极子噪声的对比分析,揭示了旋翼跨声速噪声产生机理。然后,着重研究了不同外形参数的后掠和前掠桨尖旋翼在抑制旋翼跨声速特性方面的影响规律。计算结果表明:随着桨尖马赫数的增加,旋翼高速脉冲噪声辐射愈加强烈,离域化现象愈加明显;后掠和前掠桨尖旋翼均可以不同程度地减弱激波强度,能有效抑制离域化现象的产生,从而降低旋翼跨声速噪声水平;前掠桨尖旋翼还可以驱使激波位置向桨叶内侧移动,减弱其对桨叶外部空间区域的影响,能更有效地抑制离域化现象的产生。
朱正招启军马奕扬
关键词:旋翼
共轴双旋翼悬停状态气动噪声特性分析被引量:6
2016年
结合CFD(Computational fluid dynamics)方法和FW-H(Ffowcs Williams-Hawkings)方程,建立了一套适合于悬停状态下共轴刚性双旋翼气动噪声特性计算方法。为了准确模拟共轴旋翼流场的涡干扰现象和非定常特性,基于运动嵌套网格技术与双时间推进方法,采用积分形式的可压雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程作为双旋翼非定常流场求解控制方程,湍流模型选用Baldwin-Lomax模型。通过Farassat 1A公式计算双旋翼气动噪声特性,每个声源微面的位置和载荷信息直接从桨叶表面网格中获取。然后,对水平面内和竖直面内观测点处共轴双旋翼厚度噪声、载荷噪声和总噪声的声压时间历程和频谱特性做了细致对比。模拟结果表明:上旋翼和下旋翼反向旋转的特点对声压时间历程影响显著,不同方向观察点的声压波形峰值对应的相位不同;共轴旋翼流场中存在的文丘里效应、桨-涡干扰现象以及下洗流的作用使得桨叶气动载荷呈现明显的非定常特征,导致共轴双旋翼的载荷噪声辐射强度较大;在低频段,总噪声受厚度噪声主导,而在高频段则受载荷噪声主导。
朱正招启军陈丝雨王博
关键词:旋翼悬停状态气动噪声桨叶桨-涡干扰气动载荷
基于CFD/CSD耦合方法的新型桨尖旋翼气动弹性载荷计算被引量:13
2014年
为提高旋翼非定常气动弹性载荷的分析精度,在刚性旋翼计算流体力学(CFD)方法中引入计算结构动力学(CSD)方法,建立了一套适合于新型桨尖旋翼气动弹性载荷分析的CFD/CSD耦合方法。旋翼流场分析采用NavierStokes/Euler方程作为控制方程,围绕旋翼生成运动嵌套网格。在流场求解中,采用双时间法推进,通量计算采用Jameson中心格式,并采用B-L(Baldwin-Lomax)湍流模型。基于Hamilton变分原理和中等变形梁理论开展桨叶弹性运动变形分析,并发展了一套具有任意转角梁单元的新方法以提高新型桨尖旋翼的动力学分析精度。采用基于代数变换方法的网格变形策略,建立了一套CFD/CSD松耦合方法,桨叶运动变形和旋翼气动力信息通过流固交接面传递。首先分别对CSD和CFD模块进行了验证,然后计算了UH-60A旋翼在高速前飞状态下的气动弹性载荷,并与试验值进行了对比,最后重点对旋翼桨尖形状进行了参数分析。计算结果表明,相比于升力线理论和刚性旋翼CFD方法,CFD/CSD耦合方法可以显著提高旋翼非定常气动弹性载荷的分析精度,并能更准确地反映新型桨尖旋翼的气动弹性耦合效应;同时采用后掠桨尖在桨叶前行侧30°~90°方位角范围可以显著降低激波强度,有利于改善旋翼的气动特性。
王俊毅招启军肖宇
关键词:旋翼计算流体力学松耦合
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