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基于遗传算法的翼型气动优化设计 被引量:33
1
作者 王晓鹏 高正红 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第3期324-329,共6页
采用遗传算法进行跨声速翼型的反设计与阻力和升阻比的优化设计。翼型的反设计达到了设计要求 ,优化设计后的翼型其气动特性也有显著的改善 ,这表明了遗传算法应用于翼型气动优化设计的可行性。在优化设计的过程中 ,翼型由解析函数线形... 采用遗传算法进行跨声速翼型的反设计与阻力和升阻比的优化设计。翼型的反设计达到了设计要求 ,优化设计后的翼型其气动特性也有显著的改善 ,这表明了遗传算法应用于翼型气动优化设计的可行性。在优化设计的过程中 ,翼型由解析函数线形叠加法表示 ,目标函数和个体的适应值由二维欧拉方程的流场解来提供。 展开更多
关键词 翼型 遗传算法 气动优化设计 欧拉方程
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水轮机蜗壳和固定导叶内部流动的数值模拟 被引量:18
2
作者 周晓泉 瞿伦富 吴玉林 《清华大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第8期93-97,共5页
为探求蜗壳内部的流动规律 ,优化蜗壳设计 ,对三峡混流式水轮机组模型蜗壳和固定导叶内部的流动进行了紊流解和 Euler解的全三维数值模拟。文中基于 Navier-Stokes方程的标准 k-ε紊流模型、Euler方程模型 ,采用贴体座标和交错网格系统 ... 为探求蜗壳内部的流动规律 ,优化蜗壳设计 ,对三峡混流式水轮机组模型蜗壳和固定导叶内部的流动进行了紊流解和 Euler解的全三维数值模拟。文中基于 Navier-Stokes方程的标准 k-ε紊流模型、Euler方程模型 ,采用贴体座标和交错网格系统 ,用 SIMPL EC算法 ,对蜗壳和固定导叶内部流动的联合计算结果进行对比分析 ,并与实验值进行了比较。还对流动的不均匀性进行分析 。 展开更多
关键词 蜗壳 紊流模型 水轮机 三维数值解
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螺旋桨非定常滑流数值模拟 被引量:33
3
作者 许和勇 叶正寅 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期148-153,共6页
运用非结构动态嵌套网格技术,通过求解三维非定常Euler方程,对螺旋桨飞机的螺旋桨滑流进行了真实数值模拟.动态嵌套网格方法通过建立运动区子域网格来模拟螺旋桨的旋转运动,静止的机身包含在静止区网格中,有效解决了螺旋桨滑流模拟中的... 运用非结构动态嵌套网格技术,通过求解三维非定常Euler方程,对螺旋桨飞机的螺旋桨滑流进行了真实数值模拟.动态嵌套网格方法通过建立运动区子域网格来模拟螺旋桨的旋转运动,静止的机身包含在静止区网格中,有效解决了螺旋桨滑流模拟中的相对运动问题.采用双时间方法求解控制方程,在每一个物理时间步上运用经典四步Runge-Kutta方法进行迭代计算,得出非定常流场.计算了螺旋桨飞机的螺旋桨拉力系数以及不同工况下的非定常流场,对滑流的影响进行了分析,并和相关实验数据进行了对比,结果比较一致. 展开更多
关键词 嵌套网格 螺旋桨滑流 euler方程 非定常流场 数值模拟
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NND格式在非结构网格中的推广 被引量:25
4
作者 张来平 张涵信 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1996年第2期135-142,共8页
在张涵信提出的无波动、无自由参数的差分格式(NND格式)的基础上,构造了适用于非结构网格的二阶精度NND有限体积格式,解决了现有非结构网格方法中为抑制激波附近的波动而必须引入含自由参数的人工粘性项的困难,并采用网格自... 在张涵信提出的无波动、无自由参数的差分格式(NND格式)的基础上,构造了适用于非结构网格的二阶精度NND有限体积格式,解决了现有非结构网格方法中为抑制激波附近的波动而必须引入含自由参数的人工粘性项的困难,并采用网格自适应技术以提高效率.通过对二维平板激波反射和前台阶在管道内的流动问题的计算,表明本方法可有效地用于Euler方程的求解. 展开更多
关键词 非结构网格 NND格式 N-S方程
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隐式无网格算法及其应用研究 被引量:16
5
作者 陈红全 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2002年第2期133-140,共8页
本文的主要目的在于研究求解Euler方程的隐式无网格算法 ,并应用于复杂的流场计算。采用无网格算法 ,计算区域用点云离散代替通常的网格划分 ;计算点上的空间导数 ,用当地点云上引入的二次极小曲面逼近。求解的Euler方程用隐式时间后差... 本文的主要目的在于研究求解Euler方程的隐式无网格算法 ,并应用于复杂的流场计算。采用无网格算法 ,计算区域用点云离散代替通常的网格划分 ;计算点上的空间导数 ,用当地点云上引入的二次极小曲面逼近。求解的Euler方程用隐式时间后差离散 ,结合用Roe的近似Riemann解确定通量 ,并用LU SGS算法分步计算 。 展开更多
关键词 隐式无网格算法 点云 euler方程 LU-SGS算法 流场计算 翼型模拟
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基于动态嵌套网格的飞行器外挂物投放的数值模拟 被引量:26
6
作者 李孝伟 范绪箕 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2004年第1期114-117,共4页
运用Euler方程和六自由度动力学方程数值模拟了外挂物投放的气动特性与运行姿态和轨迹。为了模拟外挂物从飞行器分离后的绕流特性和相对运动,采用了动态嵌套网格技术,并发展了一种洞边界建立和外边点的插值单元搜寻蛇行法,提高了计算效... 运用Euler方程和六自由度动力学方程数值模拟了外挂物投放的气动特性与运行姿态和轨迹。为了模拟外挂物从飞行器分离后的绕流特性和相对运动,采用了动态嵌套网格技术,并发展了一种洞边界建立和外边点的插值单元搜寻蛇行法,提高了计算效率。通过算例,证明了本文方法的有效性和合理性。 展开更多
关键词 飞行器 外挂物投放 动态嵌套网格 数值模拟 euler方程 气动特性
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基于伴随方程的翼型数值优化设计方法研究 被引量:14
7
作者 黄勇 陈作斌 刘刚 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 1999年第4期413-422,共10页
对Euler方程为流动模型的翼型绕流,在微分方程生成的网格中,以B样条控制顶点为设计变量,用连续伴随方程法对翼型气动外形进行数值优化设计。给出了两个亚声速的反设计算例,验证了该方法的可行性。
关键词 气动外形设计 数值优化 翼型 euler方程
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矩形/非结构混合网格技术及在二维/三维复杂无粘流场数值模拟中的应用 被引量:13
8
作者 张来平 张涵信 高树椿 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 1998年第1期79-88,共10页
建立了一套模拟复杂无粘流场的矩形/非结构混合网格技术,其中非结构网格仅限于物面附近,发挥非结构网格的几何灵活性,以少量的网格模拟复杂外形;同时在以外的区域采用矩形结构网格,发挥矩形网格计算简单快速的优势,有效地克服全... 建立了一套模拟复杂无粘流场的矩形/非结构混合网格技术,其中非结构网格仅限于物面附近,发挥非结构网格的几何灵活性,以少量的网格模拟复杂外形;同时在以外的区域采用矩形结构网格,发挥矩形网格计算简单快速的优势,有效地克服全非结构网格计算方法需要较大内存量和较长CPU时间的不足。混合网格系统由修正的四分树(2D)/八分树(3D)方法生成。本文将NND有限差分与NND有限体积格式有机地融合于混合网格计算,消除了全矩形网格模拟曲面边界的台阶效应,同时保证了网格间的通量守恒。该算法被成功地运用于NACA0012翼型的跨、低超声速绕流,二维弯管内运动激波的非定常流,以及三维捆绑火箭的超声速绕流的数值模拟。计算结果表明本方法在模拟复杂无粘流场方面的灵活性和高效性。 展开更多
关键词 混合网络 非结构网格 流场 数值模拟 NND CFD
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THE REGULAR SOLUTIONS OF THE ISENTROPIC EULER EQUATIONS WITH DEGENERATE LINEAR DAMPING 被引量:18
9
作者 ZHU XUSHENG WANG WEIKE 《Chinese Annals of Mathematics,Series B》 SCIE CSCD 2005年第4期583-598,共16页
The regular solutions of the isentropic Euler equations with degenerate linear damping for a perfect gas are studied in this paper. And a critical degenerate linear damping coefficient is found, such that if the degen... The regular solutions of the isentropic Euler equations with degenerate linear damping for a perfect gas are studied in this paper. And a critical degenerate linear damping coefficient is found, such that if the degenerate linear damping coefficient is larger than it and the gas lies in a compact domain initially, then the regular solution will blow up in finite time; if the degenerate linear damping coefficient is less than it, then under some hvpotheses on the initial data. the regular solution exists globally. 展开更多
关键词 Compressible isentropic euler equations Degenerate linear damping Regular solution Blow-up Global existence
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基于控制理论的Euler方程翼型减阻优化设计 被引量:14
10
作者 唐智礼 黄明恪 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2001年第3期262-270,共9页
在Jameson的控制论气动优化设计思想下 ,应用Euler方程研究了翼型的反设计和减阻问题。设计过程中的梯度是通过求解一个伴随偏微分方程而得到的 ,每个设计迭代只需求解一次Euler方程和一次伴随方程 ,计算量与设计变量数无关。在具体数... 在Jameson的控制论气动优化设计思想下 ,应用Euler方程研究了翼型的反设计和减阻问题。设计过程中的梯度是通过求解一个伴随偏微分方程而得到的 ,每个设计迭代只需求解一次Euler方程和一次伴随方程 ,计算量与设计变量数无关。在具体数值执行中 :①利用分部积分将目标函数变分的计算转化成了类似于计算Euler方程残值的形式 ,节省了机器时间 ;②根据控制理论的要求 ,将减阻问题转化成了相应地修改伴随方程的物面边界条件和目标函数的变分表达 ,使问题得到了简化 ;③利用特征不变量分析法 ,处理了伴随方程的物面和远场边界条件。设计算例证明了本文方法可靠性好、收敛快。 展开更多
关键词 控制论优化设计 euler方程 伴随方程 减阻问题 翼型 梯度
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复杂外形网格生成技术及应用 被引量:7
11
作者 张正科 朱自强 庄逢甘 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第6期642-645,共4页
以某型双立尾战斗机为例,给出了实际复杂型号飞行器结构网格生成的一种分块方案及实现过程,用一种矢性三次多项式插值的方法生成相邻块公共交界面的网格,用Hilgenstock方法修正源项,求解椭圆型方程生成块内空间网格,使... 以某型双立尾战斗机为例,给出了实际复杂型号飞行器结构网格生成的一种分块方案及实现过程,用一种矢性三次多项式插值的方法生成相邻块公共交界面的网格,用Hilgenstock方法修正源项,求解椭圆型方程生成块内空间网格,使网格线与边界面夹角、与边界面间距控制为期望的值.在所生成的双立尾战斗机分块结构网格中求解Euler方程,获得了合理的全机气动力系数。 展开更多
关键词 网格生成 复杂外形 战斗机 计算流体力学
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应用自适应遗传算法的气动优化设计 被引量:9
12
作者 王晓鹏 高正红 《计算物理》 CSCD 北大核心 2000年第5期573-578,共6页
对简单遗传算法 (SGA)加以改进 ,形成了气动优化设计中的自适应遗传算法 (SAGA)。采用实数编码来表示种群中的个体 ,不需要进行二进制的编码和解码操作 ,并针对具体问题设计了杂交和变异算子 ,提高了优化设计的质量和效率。最后分别以... 对简单遗传算法 (SGA)加以改进 ,形成了气动优化设计中的自适应遗传算法 (SAGA)。采用实数编码来表示种群中的个体 ,不需要进行二进制的编码和解码操作 ,并针对具体问题设计了杂交和变异算子 ,提高了优化设计的质量和效率。最后分别以翼型和机翼为例 ,应用自适应遗传算法对跨音速翼型和机翼的升阻比进行优化设计。 展开更多
关键词 自适应遗传算法 欧拉方程 气动优化设计
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船舶横摇与纵摇运动的非线性耦合方程 被引量:12
13
作者 郑俊武 唐友刚 +2 位作者 孟昭寅 董艳秋 张延峰 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 1998年第6期737-740,共4页
以欧拉角描述船舶的摇摆运动,考虑规则波浪力及船舶受定常力矩的情形,将水动力展为Taylor级数,利用欧拉动力学方程推导出船舶横摇与纵摇二自由度耦合的非线性运动方程,为船舶内共振运动响应动力行为分析奠定基础.
关键词 船舶运动 非线性耦合 运动方程 横摇 纵摇
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内埋式弹舱舱门气动载荷计算分析研究 被引量:15
14
作者 史爱明 叶正寅 杨永年 《航空计算技术》 2007年第3期5-6,16,共3页
采用中心有限体积法进行空间离散和四步Runge—Kutta显式推进方法进行时间推进数值求解了非定常欧拉方程;采用Delaunay方法生成内埋式弹舱舱盖打开时的非结构网格。数值模拟了内埋式轰炸机弹舱单开舱门在分别打开8°和45°时的... 采用中心有限体积法进行空间离散和四步Runge—Kutta显式推进方法进行时间推进数值求解了非定常欧拉方程;采用Delaunay方法生成内埋式弹舱舱盖打开时的非结构网格。数值模拟了内埋式轰炸机弹舱单开舱门在分别打开8°和45°时的复杂流场。通过对上述复杂流场的分析,发现作用于舱门的气动载荷具有使其趋向于关闭的特性,且有随打开角度的增大而减小的趋势。 展开更多
关键词 欧拉方程 有限体积法 非结构网格 内埋式弹舱
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Euler方程无网格算法及布点技术 被引量:10
15
作者 江兴贤 陈红全 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期174-178,共5页
研究了 Bitina的显式无网格算法。在该算法的基础上 ,给出了 Euler方程无网格离散形式 ,运用 Runge-Kutta显式时间推进格式推进求解。文中的耗散项采用了与非结构网格上类似的守恒型耗散算子 ,边界条件的处理借鉴了结构化网格处理技术... 研究了 Bitina的显式无网格算法。在该算法的基础上 ,给出了 Euler方程无网格离散形式 ,运用 Runge-Kutta显式时间推进格式推进求解。文中的耗散项采用了与非结构网格上类似的守恒型耗散算子 ,边界条件的处理借鉴了结构化网格处理技术。此外 ,本文还描述了一种区域离散布点方法 ,研究了点云生成的选点准则 ,并成功地数值模拟了二维翼型的典型绕流。 展开更多
关键词 euler方程 无网格算法 布点技术 二次极小曲面逼近
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AUSM^+-up格式在无网格算法中的推广 被引量:11
16
作者 孙迎丹 王刚 叶正寅 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第4期511-515,共5页
将AUSM+-up格式推广运用到了无网格算法中。在点云离散的基础上,运用曲面拟合和AUSM+-up格式求得数值通量;采用四步龙格-库塔方法进行时间推进,并引入当地时间步长和残值光顺等加速收敛措施。为了验证本文方法的计算精度和鲁棒性,对NACA... 将AUSM+-up格式推广运用到了无网格算法中。在点云离散的基础上,运用曲面拟合和AUSM+-up格式求得数值通量;采用四步龙格-库塔方法进行时间推进,并引入当地时间步长和残值光顺等加速收敛措施。为了验证本文方法的计算精度和鲁棒性,对NACA0012翼型跨声速流动、某三段翼型低速绕流、平行错位NACA0012双翼超声速、高超声速流动进行了数值模拟。 展开更多
关键词 无网格算法 AUSM^+-up格式 点云 euler方程
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多部件组合体分块网格生成技术及应用 被引量:5
17
作者 张正科 朱自强 庄逢甘 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 1998年第3期311-317,共7页
给出多部件组合体分块网格生在的一种方案及实践,包括交界面网格生成技术、空间网格生成方法及质量控制。以一个平尾和机翼具有一定高度差的机身-机翼-平尾-立尾组合体外形为例,生成与公共交界面或边界面正交或接近正交的分块网格... 给出多部件组合体分块网格生在的一种方案及实践,包括交界面网格生成技术、空间网格生成方法及质量控制。以一个平尾和机翼具有一定高度差的机身-机翼-平尾-立尾组合体外形为例,生成与公共交界面或边界面正交或接近正交的分块网格。用于Euler方程跨声速来流几个迎角的计算,结果与实验符合较好。 展开更多
关键词 多部件组合体 分块网格 交界面网格 机身 机翼
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旋翼桨-涡干扰气动特性计算及参数影响研究 被引量:14
18
作者 史勇杰 招启军 徐国华 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1106-1114,共9页
建立了一个适用于旋翼桨-涡干扰(BVI)气动特性分析的数值方法。在该方法中,控制方程采用惯性坐标系下的非定常Euler方程,以适合于分析BVI流场的特点;为便于前飞流场分区求解和信息传递,使用了嵌套网格方法;对于流场中涡线的模拟,建立了... 建立了一个适用于旋翼桨-涡干扰(BVI)气动特性分析的数值方法。在该方法中,控制方程采用惯性坐标系下的非定常Euler方程,以适合于分析BVI流场的特点;为便于前飞流场分区求解和信息传递,使用了嵌套网格方法;对于流场中涡线的模拟,建立了一种适用于有限体积格式的涡引入方法——广义网格速度法,以简化计算。应用上述方法对旋翼BVI流场进行了计算,并与可得到的试验数据进行对比,验证了方法的有效性。通过对比桨叶弦向位置压强的变化得出,在旋翼BVI过程中,气动载荷主要来自桨叶10%弦长内的前缘部分的压强突变。文中还进一步分析了涡强、干扰距离和干扰角度对BVI气动特性的影响。本文的BVI数值计算表明:当涡接近桨叶前缘时,升力达到最大;而涡位于后缘位置时,诱导速度改变桨叶环量分布,破坏了后缘的库塔条件,但随着涡的远离,桨叶表面环量开始重构。 展开更多
关键词 桨-涡干扰 广义网格速度法 euler方程 嵌套网格 旋翼 直升机
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基于准定常的飞行器动导数的高效计算方法 被引量:14
19
作者 孙智伟 程泽荫 +1 位作者 白俊强 黄江涛 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2010年第2期28-30,共3页
结合工程设计经验和工程计算方法,针对飞行器动导数计算方法展开研究。基于求解准定常欧拉方程发展了一种适合于亚跨超声速状态下,任意气动外形气动导数的高效计算方法,并将计算结果与一般非定常方法的求解结果以及国际标准实验数据进... 结合工程设计经验和工程计算方法,针对飞行器动导数计算方法展开研究。基于求解准定常欧拉方程发展了一种适合于亚跨超声速状态下,任意气动外形气动导数的高效计算方法,并将计算结果与一般非定常方法的求解结果以及国际标准实验数据进行了对比,研究结果表明该方法结果可靠、效率较高。 展开更多
关键词 动导数 准定常 欧拉方程 多重网格
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用运动嵌套网格方法数值模拟旋翼前飞非定常流场 被引量:14
20
作者 杨爱明 乔志德 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第4期427-433,共7页
通过求解Euler方程数值模拟了直升机旋翼前飞非定常流场。为了模拟包括旋转、周期性变距和周期性挥舞的非定常运动 ,本文采用了一种能够快速完成重叠网格间流场信息交换的运动嵌套网格方法。空间采用中心平均的有限体积法进行离散 ,时... 通过求解Euler方程数值模拟了直升机旋翼前飞非定常流场。为了模拟包括旋转、周期性变距和周期性挥舞的非定常运动 ,本文采用了一种能够快速完成重叠网格间流场信息交换的运动嵌套网格方法。空间采用中心平均的有限体积法进行离散 ,时间方向采用双时间法隐式推进求解。为了验证方法的正确性 ,数值模拟了悬停流场 ,数值结果和实验值吻合很好。尽管前飞状态的计算没有实验验证 。 展开更多
关键词 旋翼前飞 运动嵌套网格 直升机 非定常流场
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