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基于多项式的曲率连续前缘造型方法及应用 被引量:7
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作者 施恒涛 刘宝杰 于贤君 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期397-409,共13页
为了优化前缘(LE)形状以提高叶型气动性能,提出了一种基于多项式的曲率连续前缘造型方法。通过给定前缘和叶身交点处中弧线和厚度分布的各阶导数,保证形线曲率连续。前缘部分的长度和厚度分布的饱满性可根据设计需求指定。利用该方法对... 为了优化前缘(LE)形状以提高叶型气动性能,提出了一种基于多项式的曲率连续前缘造型方法。通过给定前缘和叶身交点处中弧线和厚度分布的各阶导数,保证形线曲率连续。前缘部分的长度和厚度分布的饱满性可根据设计需求指定。利用该方法对两个来流马赫数分别为0.75和0.60的亚声叶型进行前缘优化,数值计算表明:前缘优化后叶型的前缘吸力峰强度大幅降低,削弱了流动扩散造成的逆压梯度,不仅抑制了前缘分离泡的发展,而且避免附面层发生提前转捩,这两个因素使得前缘优化叶型在非设计工况的损失水平大幅降低,可用迎角范围比圆弧前缘叶型扩大了3.1°和3.8°。对某跨声速级的前缘亦采用该方法进行改进,转子和整级在近失速点的绝热效率提高了0.7和1.1个百分点,并提高了失速裕度。 展开更多
关键词 前缘形状 多项式造型方法 曲率连续 吸力峰 气动性能
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前缘外形对翼型动态失速特性影响分析 被引量:7
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作者 王清 招启军 王博 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期205-211,共7页
为模拟旋翼翼型动态失速特性,以非定常雷诺平均N-S方程为控制方程,采用双时间推进法,建立了旋翼翼型非定常流场模拟的CFD方法。为研究旋翼翼型前缘外形对动态失速特性的影响,在NACA0012翼型的基础上,采用了不同的前缘变形量,设计了3类... 为模拟旋翼翼型动态失速特性,以非定常雷诺平均N-S方程为控制方程,采用双时间推进法,建立了旋翼翼型非定常流场模拟的CFD方法。为研究旋翼翼型前缘外形对动态失速特性的影响,在NACA0012翼型的基础上,采用了不同的前缘变形量,设计了3类(每类2种,修改翼型1~6)不同类型的旋翼翼型,并对比分析了这3类翼型的动态失速特性。通过对比分析发现:翼型上表面变形能够有效地影响翼型的动态失速特性,上表面凸出变形增大,在一定范围内能有效抑制动态失速;翼型下表面变形对动态失速特性的影响较小;改变前缘附近弯度也可以在一定程度上影响翼型的动态失速特性,翼型的弯度增加,在一定范围内也能有效抑制动态失速特性。 展开更多
关键词 旋翼 翼型 前缘外形 动态失速 RANS方程
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不同前缘形状非细长三角翼等离子体流动控制的参数影响实验 被引量:1
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作者 李昌 赵光银 +1 位作者 于文涛 张鑫 《空军工程大学学报》 CSCD 北大核心 2023年第2期60-68,82,共10页
为改善非细长三角翼的大迎角失速特性,探索前缘形状对流动控制效果的影响规律,基于交流介质阻挡放电(AC-DBD)等离子体激励,开展了非细长三角翼流动控制风洞实验研究。针对3个不同前缘曲率半径的三角翼模型,研究了激励参数对流动控制效... 为改善非细长三角翼的大迎角失速特性,探索前缘形状对流动控制效果的影响规律,基于交流介质阻挡放电(AC-DBD)等离子体激励,开展了非细长三角翼流动控制风洞实验研究。针对3个不同前缘曲率半径的三角翼模型,研究了激励参数对流动控制效果的影响规律。结果表明:小迎角状态下,尖前缘三角翼的升力系数略高于其他两种钝前缘三角翼;圆前缘三角翼的最大升力系数最高;指向上翼面的前缘激励在失速迎角之前对升力系数的控制效果最好,指向下翼面的前缘激励则在失速迎角之后效果更佳;圆前缘三角翼的控制效果最好,相同激励电压下(12 kV),激励控制对尖、圆和椭圆前缘三角翼在过失速阶段升力分别可提高3.6%、5.9%和4.2%。最优的无量纲脉冲激励频率为f^(+)=1to2,最优占空比为5%,电压幅值越高,控制效果越好。分析认为AC-DBD激励控制非细长三角翼的主要机理是其对剪切层的非定常扰动,非体积力加速效应;机翼前缘处的流体动能分布影响诱导流向涡的形成,使不同前缘形状非细长三角翼的流动控制效果不同。 展开更多
关键词 三角翼 等离子体激励 流动控制 介质阻挡放电 前缘形状
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亚声叶型前缘形状对压气机气动性能的影响 被引量:4
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作者 曹传军 邱毅 李斌 《燃气涡轮试验与研究》 北大核心 2018年第6期1-7,共7页
数值研究了四种亚声叶型前缘(平钝前缘,尖锐前缘,偏压力面前缘和偏吸力面前缘)形状偏差对压气机气动性能的影响。结果表明:四种偏差叶型的最小损失系数与原型相近,平钝前缘在叶根处的低损失攻角范围最小(降低了21.02%);偏压力面和偏吸... 数值研究了四种亚声叶型前缘(平钝前缘,尖锐前缘,偏压力面前缘和偏吸力面前缘)形状偏差对压气机气动性能的影响。结果表明:四种偏差叶型的最小损失系数与原型相近,平钝前缘在叶根处的低损失攻角范围最小(降低了21.02%);偏压力面和偏吸力面前缘的角度范围与原型接近,但偏压力面前缘的负攻角范围减小,偏吸力面前缘的正攻角范围减小;尖锐前缘低损失攻角范围与原型相近。前缘形状偏差影响堵塞流量,偏压力面前缘堵塞流量降低最多(降低了0.80%);尖锐前缘和偏压力面前缘喘点压比与原型相近,平钝前缘和偏吸力面前缘喘点压比略低,各方案最高效率值相近;平钝前缘偏差对前缘马赫数分布影响最大,前缘形状偏差对进、出口相对气流角和叶片D因子影响不大。试验中应避免使用平钝前缘偏差叶型,或同一排叶片安装偏压力面与偏吸力面前缘偏差叶片。 展开更多
关键词 航空发动机 压气机叶片 亚声叶型 前缘形状 偏差 气动性能 最小损失
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高压涡轮前缘几何形状对性能影响分析 被引量:2
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作者 白涛 高山 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2018年第9期139-143,共5页
以高压涡轮叶片为研究对象,在设计和非设计攻角下分析了不同半径圆弧形前缘和不同长短轴比椭圆型前缘对高压涡轮气动性能的影响。研究表明,在设计状态下前缘形状的影响较小,而在非设计工况下,前缘影响的显著性凸显。椭圆型前缘能在较宽... 以高压涡轮叶片为研究对象,在设计和非设计攻角下分析了不同半径圆弧形前缘和不同长短轴比椭圆型前缘对高压涡轮气动性能的影响。研究表明,在设计状态下前缘形状的影响较小,而在非设计工况下,前缘影响的显著性凸显。椭圆型前缘能在较宽的攻角范围内保持较优越的性能。结合作者前期的研究结果表明,高压涡轮叶片相比与低压涡轮叶片和压气机叶片对前缘形状的变化不敏感,大量的关于前缘的设计、加工、维护应该更加侧重于低压涡轮和压气机叶片。 展开更多
关键词 高压涡轮 前缘形状 气动性能 攻角
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Experimental study of flow field distribution over a generic cranked double delta wing
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作者 Mojtaba Dehghan Manshadi Mehdi Eilbeigi +2 位作者 Mohammad Kazem Sobhani Mehrdad Bazaz Zadeh Mohammad Ali Vaziry 《Chinese Journal of Aeronautics》 SCIE EI CAS CSCD 2016年第5期1196-1204,共9页
The flow fields over a generic cranked double delta wing were investigated. Pressure and velocity distributions were obtained using a Pitot tube and a hot wire anemometer. Two different leading edge shapes, namely "s... The flow fields over a generic cranked double delta wing were investigated. Pressure and velocity distributions were obtained using a Pitot tube and a hot wire anemometer. Two different leading edge shapes, namely "sharp" and "round", were applied to the wing. The wing had two sweep angles of 55° and 30°. The experiments were conducted in a closed circuit wind tunnel at velocity 20 m/s and angles of attack of 5°- 20° with the step of 5°. The Reynolds number of the model was about 2 - 105 according to the root chord. A dual vortex structure was formed above the wing surface. A pressure drop occurred at the vortex core and the root mean square of the measured velocity increased at the core of the vortices, reflecting the instability of the flow in that region. The magnitude of power spectral density increased strongly in spanwise direction and had the maximum value at the vortex core. By increasing the angle of attack, the pressure drop increased and the vortices became wider; the vortices moved inboard along the wing, and away from the surface; the flow separation was initiated from the outer portion of the wing and developed to its inner part. The vortices of the wing of the sharp leading edge were stronger than those of the round one. 展开更多
关键词 Cranked double delta wing Flow field Hot wire leading edge shape Vortical flow
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计及前缘形状变化的离心式压气机流场分析 被引量:1
7
作者 倪计民 何慧 +3 位作者 王琦玮 石秀勇 侯伟 李贵丹 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期63-68,共6页
通过两种转速(120 000r/min和140 000r/min)下压气机性能试验与仿真结果对比分析得知其总体误差范围在5%左右,验证了ANSYS CFX软件在压气机性能模拟计算的可靠性;采用数值计算方法分别对具有圆形和椭圆形前缘的压气机叶轮与涡壳的组合... 通过两种转速(120 000r/min和140 000r/min)下压气机性能试验与仿真结果对比分析得知其总体误差范围在5%左右,验证了ANSYS CFX软件在压气机性能模拟计算的可靠性;采用数值计算方法分别对具有圆形和椭圆形前缘的压气机叶轮与涡壳的组合性能进行计算,得到了相关转速下压气机特性曲线,分析了四种不同长短径之比(a/b=1、3、5、8)前缘的叶轮流道内的气体流动特性。研究结果表明:压气机特性随着前缘长短径比值的增大呈先增后减的趋势,最高压比LE5比LE1提高了5%,最大效率LE3比LE1提高了6.7%,且流量范围也有所增加;在一定范围内增大前缘长短径比可以抑制前缘分离流动,改善叶轮出口处流场。 展开更多
关键词 内燃机 涡轮增压器 压气机叶轮 前缘形状 流场分析
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前缘形状对空腔模型气动特性影响试验
8
作者 刘俊 罗新福 王显圣 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期71-81,共11页
与安装在风洞侧壁的空腔模型相比,位于风洞核心流中的空腔模型在模拟边界层厚度方面具有明显优势。然而,核心流空腔模型在试验中却暴露出入口边界层厚度显著高于理论估计值、腔内声压级明显小于数值计算结果等问题,严重影响了试验结果... 与安装在风洞侧壁的空腔模型相比,位于风洞核心流中的空腔模型在模拟边界层厚度方面具有明显优势。然而,核心流空腔模型在试验中却暴露出入口边界层厚度显著高于理论估计值、腔内声压级明显小于数值计算结果等问题,严重影响了试验结果的准确性。以C201空腔模型为研究对象,通过更换不同形状的模型前缘,综合采用边界层测量、脉动压力测量和表面荧光油流等试验方法,系统评估了亚、超声速下前缘形状对空腔风洞试验的影响。试验结果表明:亚声速条件下,椭圆形前缘有助于消除前缘流动分离,获得与计算结果相一致的入口边界层厚度和腔内声压级分布;超声速条件下,小角度尖劈前缘有利于避免形成脱体激波。研究结果可为空腔模型外形设计提供指导,避免前缘流动分离和脱体激波对空腔流动试验带来的不利影响。 展开更多
关键词 空腔模型 风洞试验 前缘形状 油流 边界层 脉动压力
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前缘参数对翼型气动-隐身特性敏感性分析
9
作者 罗烈 高旭 孙海军 《航空科学技术》 2015年第6期13-17,共5页
针对翼面部件对隐身飞机气动和隐身性能影响更为突出的问题,提出了一种翼型前缘参数化修形方法,采用高精度气动和电磁数值计算方法,进行了前缘形状对翼型气动-隐身特性的敏感性分析。研究结果表明:翼型前缘半径增加,其最大升力系数、失... 针对翼面部件对隐身飞机气动和隐身性能影响更为突出的问题,提出了一种翼型前缘参数化修形方法,采用高精度气动和电磁数值计算方法,进行了前缘形状对翼型气动-隐身特性的敏感性分析。研究结果表明:翼型前缘半径增加,其最大升力系数、失速迎角、最大升阻比显著增加,但其前向RCS均值也增加明显,设计时需进行综合权衡;在不影响结构和装载的情况下,下表面偏角尽量小,修形长度取0.15c,对翼型的低、高速气动和隐身特性都有利。 展开更多
关键词 翼型 前缘形状 参数化 敏感性分析 气动-隐身
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双吸式离心泵叶片头部形状对泥沙磨损的影响 被引量:13
10
作者 钱忠东 张凯 +1 位作者 王志远 薛军 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2014年第2期103-107,共5页
为了提高离心泵的抗磨蚀能力,采用欧拉-拉格朗日多相流模型模拟了水泵内水沙两相流运动,并利用离散相冲击磨损模型,对4种不同叶片头部形状下的叶片泥沙磨损情况进行了分析.结果表明:叶片上发生严重磨损的区域主要分布在叶片的头部和尾部... 为了提高离心泵的抗磨蚀能力,采用欧拉-拉格朗日多相流模型模拟了水泵内水沙两相流运动,并利用离散相冲击磨损模型,对4种不同叶片头部形状下的叶片泥沙磨损情况进行了分析.结果表明:叶片上发生严重磨损的区域主要分布在叶片的头部和尾部,其中吸力面的平均磨损强度高于压力面;叶片磨损强度受相对流速分布和冲击角的影响,改变叶片的头部形式可改变叶片的泥沙磨损强度;缩短叶片头部外缘一侧的长度,可以使叶片头部的相对流速分布更均匀,改善叶片头部和尾部的集中磨损,但会降低水泵扬程;缩短叶片头部外缘一侧的长度,同时增大内缘一侧的相对液流角,可以有效改善叶片表面的泥沙磨损,并使水泵扬程略有提高. 展开更多
关键词 双吸式离心泵 叶片头部形状 泥沙磨损 数值模拟
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离心压缩机叶片前缘形状对强度计算的影响 被引量:3
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作者 孙涛 王毅 +1 位作者 王晓放 葛存飞 《风机技术》 2011年第2期24-27,共4页
以某大型离心式压缩机的闭式叶轮为研究对象,在研究叶片前缘形状对叶轮性能的影响过程中,利用CAD软件Solidworks对3个闭式叶轮进行三维实体造型,并运用有限元软件ANSYS进行数值模拟计算。主要对比研究了钝形、圆形和椭圆形前缘对叶轮强... 以某大型离心式压缩机的闭式叶轮为研究对象,在研究叶片前缘形状对叶轮性能的影响过程中,利用CAD软件Solidworks对3个闭式叶轮进行三维实体造型,并运用有限元软件ANSYS进行数值模拟计算。主要对比研究了钝形、圆形和椭圆形前缘对叶轮强度的影响。数值计算的结果表明:叶片前缘几何形状对离心压缩机的结构强度具有影响。 展开更多
关键词 离心压缩机 闭式叶轮 叶片前缘形状
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