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乔磊: 作品数：24 被引量：124H指数：7; 供职机构：西北工业大学航空学院更多>>; 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划中央高校基本科研业务费专项资金更多>>; 相关领域：航空宇航科学技术理学一般工业技术动力工程及工程热物理更多>>

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一种适用于浸入有限元方法的网格自适应方法: 2020年; 针对动边界流固耦合的数值模拟问题,基于浸入有限元方法提出了一种耦合流场特征和几何特征的笛卡儿网格局部加密自适应方法,克服了单个自适应指示因子无法精确捕捉固体运动的特征的不足。在耦合自适应策略中,分别以流场涡量和固体位置作为流场和几何信息指示因子来驱动网格自适应。通过方腔顶盖驱动圆盘流动算例,以圆盘体积守恒和特征点的运动轨迹验证耦合自适应方法的优势。计算结果表明:仅基于流动特征的自适应不能很好地保证圆盘的体积守恒;仅基于几何特征的自适应无法有效追踪圆盘的轨迹;而耦合自适应策略能同时较好地保证两项指标的计算精度,在保证总体计算自由度不变的情况下,圆盘区域速度散度2-范数降低了一个数量级,圆盘的轨迹误差2-范数降低了2个数量级。; 张华白俊强乔磊刘艳; 关键词：浸入边界法流固耦合

扩散性对Gamma-Theta转捩模型的影响研究: <正>对SK平板实验进行了数值模拟,发现Gamma方程的扩散项系数越大,Theta方程的扩散项系数越小,流向网格密度越小,则转捩位置越靠前。根据方程系数和网格尺度对转捩位置影响量的关系,通过调整扩散项系数补偿网格引起的数...; 乔磊白俊强华俊史亚云; 文献传递

扩散性对Gamma-Theta转捩模型的影响研究: 对SK平板实验进行了数值模拟,发现Gamma方程的扩散项系数越大,Theta方程的扩散项系数越小,流向网格密度越小,则转捩位置越靠前.根据方程系数和网格尺度对转捩位置影响量的关系,通过调整扩散项系数补偿网格引起的数值扩散...; 乔磊白俊强华俊史亚云

后掠翼边界层横流不稳定转捩预测模型被引量：8: 2015年; 通过对经典Falkner-Skan-Cooke三维边界层相似解的理论分析和数值求解,结合二维边界层转捩判据的思想,采用由试验数据标定的C1准则关系式求解横流不稳定转捩位移厚度雷诺数,建立了针对固定前缘后掠角机翼的横流转捩判据,并且通过方程求解和数据拟合得到了该转捩判据的数学结果.应用该模型对30°前缘后掠角的ONERA-M6机翼和45°前缘后掠角的NLF(2)-0415无限展长机翼进行了横流不稳定转捩数值模拟.模拟结果显示:改进后的转捩模型预测所得到的转捩位置精度较高,均与后掠翼横流试验数据吻合较好,从而证明了构建的横流不稳定转捩判据的合理性和实用性.; 徐家宽白俊强乔磊黄江涛; 关键词：边界层转捩

γ-Re_(θt)转捩模型的改进和验证被引量：3: 2015年; 针对γ-Reθt转捩模型应用在航空外流转捩模拟中存在的湍流区摩擦力系数二次异常跃升问题进行了研究和改进.研究发现前者的原因是边界层指示函数失效.通过以涡量与应变率的比值修正指示因子,改进了边界层范围的估计和转捩临界动量厚度雷诺数的求解,消除了湍流区摩擦力系数异常跃升现象.消除摩擦力系数异常跃升现象后,湍流区摩擦力系数偏小.为此,Langtry曾引入黏性底层指示函数进行修正,但这一修正的作用范围可能溢出边界层,扰乱间歇因子求解.为解决这一问题,构造了基于黏性比、间歇因子和边界层指示函数的限制因子.通过平板Aerospatiale A翼型和雷诺数为2.1×107的NACA 642A015有限翼展直机翼算例的验证,证明上述修正改善了γ-Reθt转捩模型对边界层和黏性底层范围的捕捉,提高了摩擦力系数分布预测的准确度.; 乔磊白俊强华俊徐晶磊张扬; 关键词：边界层转捩模型雷诺数

一种求解定常无黏流场的混合延拓方法: 2018年; 定常流场的求解在现代飞行器气动设计中有着广泛的应用,流场求解效率对飞行器优化的效率有着重要影响。提出了一种将拉普拉斯(Laplace)算子与伪时间推进法相结合的混合方程延拓方法,用于求解定常无黏流动问题。在定常流动问题中,流场通常被初始化为均匀来流条件,然后再开始迭代求解。这就导致初始残差仅在靠近边界的网格处不为零。针对这一特点,通过拉普拉斯算子作为额外耗散措施,加速非线性迭代在求解初期的收敛速度。在非线性迭代的后期,为避免拉普拉斯算子的过度耗散,混合延拓方法逐步过渡为由伪时间项主导。为构造完整的非线性迭代策略,同时给出了延拓系数的初始化、递推和终止方法。最后,将所构造的方法应用于有限元欧拉方程求解器中,分别通过GAMM鼓包内流算例和NACA0012外流算例,在亚声速和跨声速条件下对计算效率进行了验证。数值实验结果表明,混合延拓方法在跨声速算例中可以比单纯拉普拉斯延拓提高1/3~1/4收敛速度,相对于单纯时间推进法的效率提升更为显著。; 乔磊白俊强邱亚松华俊徐家宽; 关键词：计算流体力学欧拉方程隐式格式定常流动

多区域自由变形技术在短舱安装位置减阻设计中的应用研究被引量：3: 2014年; 为了进行短舱安装位置参数的减阻优化设计研究,首先在NURBS样条基函数的基础上建立了多区域自由变形(FFD)技术,通过对FFD控制体框架边界条件的合理选取建立组合框架,实现了多个控制框架对复杂外形不同区域的自由变形参数化,采用多个控制框架的空间控制体对某型客机短舱安装位置进行减阻优化设计。试验设计取样之后应用随机权重粒子群算法和Kriging代理模型建立气动外形优化系统,对某型客机短舱水平位置和水平安装角进行气动优化设计。优化设计结果表明,设计后的短舱位置使得整个飞机在一定攻角范围内的阻力显著减小,从而证明了基于多区域自由变形技术建立的优化设计系统是合理和实用的。; 白俊强徐家宽黄江涛乔磊; 关键词：粒子群算法

民用客机机翼/机身/平尾构型气动外形优化设计被引量：15: 2015年; 针对典型跨声速民用客机的机翼/机身/平尾构型开展了基于离散伴随技术的气动外形优化设计方法研究,并采用自由型面变形(FFD)技术在优化设计过程中进行平尾的整体偏转,以实现最终设计结果全机俯仰力矩配平。采用基于雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程的离散伴随技术求解气动参数对设计变量的梯度,使梯度求解计算量与设计变量个数实现解耦,提高了优化效率。应用FFD技术对全机构型进行整体参数化,可通过FFD控制体控制机翼外形的变化以及平尾偏转,在实现机翼优化设计的同时通过偏转平尾来进行力矩配平,避免了单独优化机翼外形可能带来的额外配平阻力。采用序列二次规划算法进行基于梯度的优化设计并处理大规模的约束条件。以Drag Prediction Workshop IV Common Research Model作为初始构型进行了有/无力矩配平约束的优化设计,并在优化过程中施加升力约束以及几何约束。算例结果表明,优化后的气动外形显著改善了机翼表面压力分布,消除了激波,在力矩配平约束下的算例中,通过平尾的偏转实现了俯仰力矩配平下的机翼优化设计。; 陈颂白俊强史亚云乔磊; 关键词：气动优化机翼设计

POD-Kriging降阶方法在串联双圆柱流场预测中的应用被引量：3: 2018年; 串联双圆柱是研究起落架噪声机理以及不同部件之间流动相互作用的经典算例,而距径比(圆柱柱心间距与直径的比值)是该构型非常重要的参数,随着距径比的改变,流场形态会发生明显变化。为更清晰地分析串联双圆柱流场的非定常效应和流场形态随距径比的变化规律,采用本征正交分解方法(POD)提取流场降阶基模态,再通过Kriging模型插值出待求的各模态投影系数,分别对串联双圆柱定参数非定常流场和变距径比时均流场建立降阶模型,为保证样本精度,快照数据的采集采用基于SST湍流模型的尺度自适应模型(SAS)。通过降阶模型预测的圆柱流场与数值计算及实验数据的对比,证明了模型的精度与效率,然后利用建立的降阶基总结了时均流场随距径比大小的变化规律。; 王晨白俊强Jan S Hesthaven邱亚松乔磊韩啸; 关键词：KRIGING 本征正交分解尺度自适应

考虑螺旋桨滑流影响的机翼气动优化设计被引量：37: 2014年; 涡桨飞机的机翼、短舱等部件在滑流作用下周围的流场特性与无滑流状态下截然不同。所以,应该在涡桨飞机的机翼气动设计过程中考虑螺旋桨滑流的影响,从而使得机翼在真实飞行时滑流作用下表现出更好的气动特性。采用基于雷诺平均Navier-Stokes方程的多重参考坐标系(MRF)方法对螺旋桨滑流进行高精度准定常数值模拟,通过自由变形(FFD)技术实现螺旋桨飞机机翼的参数化构建,应用径向基函数(RBF)插值的动网格技术进行网格自动生成,获得样本机翼在滑流影响下的气动数据后,建立目标函数和状态函数的Kriging代理模型,结合随机权重粒子群优化(PSO)算法、Kriging代理模型和对应的EI(Expected Improvement)函数加点准则进行加样本点以及代理模型重建,从而建立滑流影响下机翼气动优化设计系统。使用该系统对某型螺旋桨飞机进行了滑流影响下的优化设计,结果表明,优化后的构型机翼和短舱在巡航状态下减阻达3.98counts,升阻比提高了3.325%。因此,建立的考虑滑流影响下的机翼优化设计方法是可行的。; 徐家宽白俊强黄江涛乔磊董建鸿雷武涛; 关键词：径向基函数粒子群优化算法

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