李高华
- 作品数：8 被引量：32H指数：3
- 供职机构：上海交通大学航空航天学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国人民解放军总装备部预研基金更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术理学机械工程更多>>
- 倾转过渡状态旋翼-机翼气动干扰特性被引量：6
- 2022年
- 针对倾转旋翼机倾转过渡状态旋翼-机翼之间的气动干扰开展了高分辨率数值模拟。计算采用有限体积法对积分形式的非定常Navier-Stokes方程进行离散,使用重叠网格处理旋翼桨叶与机翼之间的相对运动。背景网格采用基于八叉树结构的笛卡尔结构化网格,并使用基于无量纲Q准则的网格自适应技术来获得高分辨率尾迹流场。首先,计算了孤立旋翼和旋翼-机翼组合体悬停状态,根据计算结果证明高分辨率求解器对于旋翼气动力预测的准确性和旋翼尾迹结构演化的高分辨率特性,对比了旋翼-机翼组合体悬停状态改进延迟分离涡模拟(IDDES)和RANS计算结果,IDDES所得流场更为精细且气动力结果与RANS结果也有所差异。随后,对倾转过渡状态不同倾转角下旋翼-机翼组合体飞行状态进行了仿真计算,得到并分析了旋翼与机翼之间气动干扰流场。结果表明,在倾转过渡状态中期旋翼产生诱导滑流对机翼有着一定的升力增益效果,而倾转初期与末期则无明显升力增益,初期甚至为负增益;旋翼与机翼气动变化情况证明倾转过渡状态旋翼-机翼气动干扰对倾转旋翼气动性能有着重要影响。
- 刘佳豪李高华王福新
- 关键词：倾转旋翼机气动干扰
- 基于代理模型的旋翼翼型动态失速优化设计被引量：12
- 2020年
- 利用代理模型方法取代计算流体动力学(CFD)方法,开展旋翼翼型的动态失速特性优化设计.建立基于动网格技术的旋翼翼型非定常气动特性求解方法,获得旋翼翼型在不同外形下的升阻力和力矩气动特性参数.利用类型转换(CST)翼型参数化方法,对初始翼型进行拟合重构;选取12个设计参数,利用基于自然启发的全局优化差分进化算法,优化目标是降低旋翼翼型的力矩和阻力特性,主要限制条件是保证升力特性不降低和翼型厚度增幅不明显.将本文的优化设计结果与基于伴随方法和CFD方法的优化结果进行对比.结果表明,基于Kriging模型的动态失速特性优化方法与伴随方法相比,在二维翼型优化设计上具有更好的寻优性能,优化翼型气动特性的表现更好;该方法与CFD方法相比,在利用全局优化算法的优势下,减少了过早陷入局部最优点的可能性,对比优化结果表明,在力矩和阻力特性相差无几的情况下,升力特性的表现更优.
- 喻伯平李高华谢亮王福新
- 关键词：旋翼翼型动态失速气动优化设计代理模型
- 基于转捩点位置的动态失速模型数值建模方法研究
- 2015年
- 通过实验可得到翼型动态失速的相关数据,但是由于多数的动态失速计算方法使用全湍流模型或半经验转捩模型,数值计算一直没有得到与实验结果非常吻合的计算结果。提出了基于转捩点位置的动态失速模型数值建模方法来提高数值计算的准确性,通过使用Winsock网络协议实现FLUENT和MATLAB之间的数据传输,再使用曲线拟合与梯度下降法实现转捩点位置的优化计算,最终通过得到的转捩点的位置信息使得计算结果更加准确,为其他研究人员将转捩点作为动态失速理论分析的一个因素提供良好的数据基础。
- 费云飞李高华陈国栋李源王福新
- 关键词：动态失速转捩点
- 基于物理知识约束的数据驱动式湍流模型修正及槽道湍流计算验证被引量：11
- 2020年
- 对湍流摩擦阻力的精准预测是学术界和工业界普遍关心的重要问题,而数据驱动式的湍流模型修正方法对此显示出较大的潜力和前景。提出了一种基于物理知识约束的数据驱动式湍流模型修正方法,根据湍流摩擦阻力分解获得先验物理知识,在S-A湍流模型的生成项中引入非均匀分布的修正因子,以修正因子为设计变量,设定包含物理知识约束的目标函数,利用离散伴随方法求解目标函数与设计变量之间的梯度关系,通过高效率的迭代求解获得修正因子的分布。以槽道湍流为例,验证了包含物理知识约束的数据驱动式建模方法的优势,并分析了物理知识约束对湍流摩擦阻力预测精度的影响,结果表明引入物理知识约束可进一步提高湍流摩擦阻力的预测精度。
- 张亦知程诚范钇彤李高华李伟鹏
- 高雷诺数双螺旋涡尾迹演化特性分析被引量：2
- 2018年
- 螺旋状尾迹涡是直升机悬停旋翼流场的主导特征之一,其时空演化特性对旋翼气动性能具有重要影响.为了揭示悬停状态下旋翼尾迹涡的演化特征,对两桨叶刚性旋翼在高雷诺数悬停状态下的双螺旋状尾迹涡开展数值研究,采用基于流场特征的网格自适应技术,结合低耗散迎风/中心混合格式以及延迟脱体涡模拟方法对Caradonna-Tung旋翼在桨尖马赫数为0.439、桨尖雷诺数为1.92×10~6的悬停流场进行了高分辨率计算.基于欧拉和拉格朗日两种描述方法对计算结果进行了分析,揭示了双螺旋尾涡系统的演化特性:后缘尾涡面在桨尖附近的反向卷起及其与下游桨尖涡的相互作用是影响涡系稳定性以及涡-涡相互作用的重要因素;涡龄小于720°时,在固连于桨叶上的旋转坐标系中观察,涡系具有时空稳定性,涡管中心处轴向涡量随涡龄按照幂函数规律衰减.在固连于漩涡中心的局部极坐标系中,周向速度分布以及涡核半径随涡龄的变化与理论涡模型相符合,环量随涡龄的变化显示了漩涡的生长、平衡及耗散等演化阶段;模态分析结果表明,除点涡模态外,来流与点涡的复合模态在漩涡演化过程中对流动特征的转变有重要影响;涡系轴截面速度场的拉格朗日拟序结构直观地显示了漩涡场的时空演化过程,揭示了漩涡配对和共旋穿越等流动特征,同时也展示了后缘尾涡面卷起现象在漩涡演化过程中的作用.
- 李高华王福新
- 俯仰振荡翼型推阻力转变滞后机制数值研究被引量：1
- 2021年
- 扑翼产生的反卡门涡街被认为是一种推力型尾迹,但已有研究指出,随着斯特劳哈尔数(St)增大,低雷诺数下俯仰振荡翼型的净推力产生明显滞后于反卡门涡街的出现。为探究该现象背后的物理机制,对NACA0012翼型在雷诺数1000条件下作简谐俯仰运动的流场进行了数值模拟。采用翼型表面积分方法和基于有限控制体的气动力估计方法分别研究了翼面分布力特性和尾迹流场特性变化对阻力-推力转变临界点的影响。翼面分布力积分结果表明,当翼型振荡参数进入对应反卡门涡街尾迹形态区域时,翼面压力分布产生的推力分量无法克服剪切层的黏滞阻力,是造成俯仰翼型推力产生滞后于反卡门涡街出现的主要原因。对尾迹流场及相应的推阻力特性变化的分析表明,尽管反卡门涡街会产生“喷流效应”,但在St较小时,其产生的动量诱导推力无法克服反卡门涡自身的涡致阻力和尾迹流场压力损失引入的附加阻力,因此即使存在反卡门涡街也不能产生净推力,进而从流场分析的角度进一步解释了这一滞后现象的发生机制。
- 马德川邱展李高华王福新
- 关键词：俯仰振荡
- 非定常流场的分区计算方法
- 2018年
- 现有的计算流体力学方法在计算非定常流场时往往需要耗费相当多的时间。为了缩短计算时间,提出一种新的分区计算方法。该方法基于速度—涡形式的N-S方程,将整个流场计算域分为势流域、边界层域和N-S方程域3个部分。由于势流域不存在涡量,所以不需要进行涡量输运方程求解。而在边界层域,涡量输运方程则简化成了计算量更小的边界层方程。用该方法计算了俯仰震荡翼型的流场,雷诺数为1×106。通过与商业软件的比较发现,该方法能够节省近三分之一的计算时间。进一步的,对俯仰震荡翼型在高频下独有的脱涡模式和非定常受力进行了细致的分析。
- 傅翔李高华王福新
- 关键词：非定常流场
- 俯仰振荡翼型流场的离散涡数值模拟
- 2018年
- 利用离散涡方法对俯仰振荡翼型诱导出的非定常流场进行了数值模拟。针对以往离散涡方法无法精确计算前缘涡脱落的问题,利用边界层涡量和分离点处脱落涡量的关系,推导出了高攻角情况下前缘涡脱落位置以及环量的计算公式。分析了高低两种攻角振幅对应的前缘涡和尾缘涡的生长以及脱落过程,结合流场对翼型所受升力的演化过程进行了定量化研究。结果表明,振荡的攻角幅值越大,升力极值越大,由于前缘涡脱落导致的升力下降的程度愈加剧烈。
- 傅翔李高华王福新
- 关键词：离散涡方法前缘涡
