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等离子体环量控制翼型增升的实验研究 被引量:22
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作者 冯立好 王晋军 Choi Kwing-So 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期815-821,共7页
利用等离子体激励器发展了新型的环量增升技术,并对二维NACA0012翼型绕流实施控制.由于NACA0012翼型为尖后缘构型,环量增升装置由2个非对称型介质阻挡放电等离子体激励器构成.一个等离子体激励器贴附于翼型吸力面靠近后缘处,其诱导的壁... 利用等离子体激励器发展了新型的环量增升技术,并对二维NACA0012翼型绕流实施控制.由于NACA0012翼型为尖后缘构型,环量增升装置由2个非对称型介质阻挡放电等离子体激励器构成.一个等离子体激励器贴附于翼型吸力面靠近后缘处,其诱导的壁面射流沿来流方向指向下游;另一个等离子体激励器贴附于翼型压力面靠近后缘处,其诱导的壁面射流与来流方向相反指向上游.在风洞中通过时间解析二维PIV系统对翼型绕流流场进行了测量,基于翼型弦长的雷诺数Re=20000.结果表明在等离子体激励器的控制下,翼型压力面靠近后缘处可以形成一个定常回流区,从而起到虚拟气动外形的作用,因此翼型吸力面的流场得到加速,压力面的流场得到减速,使得翼型压力面的吸力以及压力面的压力都得到增加,进而增加了翼型的环量.风洞天平测力实验进一步验证了该环量增升技术的有效性.在整个攻角范围内,施加控制的翼型的升力系数相比没有控制的工况有明显的提高. 展开更多
关键词 等离子体环量控制 翼型 风洞实验 PIV流场测量 气动特性
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环量控制翼型中柯恩达效应的数值模拟 被引量:18
2
作者 宋彦萍 杨晓光 +1 位作者 李亚超 陈浮 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期1475-1479,共5页
采用商业软件Fluent针对网格疏密程度和湍流模型对利用柯恩达效应的环量控制翼型二维流场的影响进行了研究,并以实验结果为参照,进行了对比分析。结果表明:网格的疏密和湍流模型的选取对流场细节的捕捉和性能参数的预测有显著影响。在... 采用商业软件Fluent针对网格疏密程度和湍流模型对利用柯恩达效应的环量控制翼型二维流场的影响进行了研究,并以实验结果为参照,进行了对比分析。结果表明:网格的疏密和湍流模型的选取对流场细节的捕捉和性能参数的预测有显著影响。在此基础上研究了具有圆、椭圆和对数螺线形式柯恩达表面的环量控制翼型性能的变化,初步探讨了射流层附壁与高曲率表面特征参数的关联。 展开更多
关键词 环量控制翼型 柯恩达效应 湍流模型 柯恩达表面形状
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环量控制对翼型气动特性的作用机理 被引量:9
3
作者 张艳华 张登成 +2 位作者 胡孟权 郑无计 李靖涛 《空军工程大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2015年第1期10-13,共4页
环量控制能够显著提高升力,改善飞行器短距起降性能。首先从机理上分析了环量控制的作用原理,然后通过CFD数值仿真方法研究环量控制对翼型气动特性的影响规律,采用雷诺平均N-S方程,SST湍流模型,将射流口边界条件设为反映动量系数的速度... 环量控制能够显著提高升力,改善飞行器短距起降性能。首先从机理上分析了环量控制的作用原理,然后通过CFD数值仿真方法研究环量控制对翼型气动特性的影响规律,采用雷诺平均N-S方程,SST湍流模型,将射流口边界条件设为反映动量系数的速度入口,分别模拟了动量系数和迎角对升阻特性和附面层分离特性的影响规律。结果表明:在α=0°,Cμ=0.05时,升力增加327%,效费比ΔCy/ΔCμ为21.97;随着动量系数增加,前缘分离导致失速迎角提前,在中等动量系数和小迎角状态能够获得优良的升阻特性。 展开更多
关键词 环量控制 翼型 射流 动量系数 迎角
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超临界翼型的双射流环量控制研究 被引量:6
4
作者 雷玉昌 张登成 +2 位作者 张艳华 罗浩 王壮壮 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2020年第4期16-21,共6页
为了研究双射流环量控制对超临界翼型气动特性的影响规律和作用机理,采用基于雷诺平均N-S方程数值计算方法进行了气动特性计算和流场分析。分别研究了双射流口按不同动量系数大小和比例吹气对翼型气动特性和流场特性的影响。结果表明:... 为了研究双射流环量控制对超临界翼型气动特性的影响规律和作用机理,采用基于雷诺平均N-S方程数值计算方法进行了气动特性计算和流场分析。分别研究了双射流口按不同动量系数大小和比例吹气对翼型气动特性和流场特性的影响。结果表明:双射流环量控制相对于单射流能够有效提高升阻比,同时升力系数随射流动量系数的增大而增大,表现出两个明显的线性阶段变化规律;通过调节上下射流口动量系数的比例,能够实现操纵力矩的改变;同时,当双射流动量系数的比例维持在较低水平时,翼型的升阻比较大。 展开更多
关键词 双射流 环量控制 超临界翼型 数值模拟
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柯恩达表面形状对环量控制涡轮叶型性能影响 被引量:6
5
作者 宋彦萍 陈焕龙 +1 位作者 李亚超 陈浮 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期43-46,共4页
采用商业软件ANSYS CFX研究了具有圆形和椭圆形柯恩达表面的环量控制叶型在不同射流速度下的流场和性能。结果表明:小的射流速度和大的柯恩达表面型线曲率是导致射流分离的主要因素,采用高速射流绕流大曲率柯恩达表面能够获得较大气流... 采用商业软件ANSYS CFX研究了具有圆形和椭圆形柯恩达表面的环量控制叶型在不同射流速度下的流场和性能。结果表明:小的射流速度和大的柯恩达表面型线曲率是导致射流分离的主要因素,采用高速射流绕流大曲率柯恩达表面能够获得较大气流角和膨胀比,但同时带来较大的能量损失,叶栅气动性能与柯恩达表面形状和射流条件密切相关。 展开更多
关键词 燃机涡轮 环量控制叶型 柯恩达表面形状 射流速度
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稳定射流环量控制的仿真研究 被引量:5
6
作者 郑无计 张登成 +1 位作者 张艳华 李靖涛 《航空计算技术》 2014年第4期67-70,75,共5页
为改善飞行器的升阻特性,提高其机动性能,利用数值仿真技术对稳定射流在超临界翼型的作用效果进行研究。通过动量系数变化对环量控制作用效果影响规律的研究分析后发现:稳定射流环量控制与无射流情况对比,有较强的优越性,在小迎角或负... 为改善飞行器的升阻特性,提高其机动性能,利用数值仿真技术对稳定射流在超临界翼型的作用效果进行研究。通过动量系数变化对环量控制作用效果影响规律的研究分析后发现:稳定射流环量控制与无射流情况对比,有较强的优越性,在小迎角或负迎角就可以产生较大的升力。通过对后缘半径和射流口高度的变化对环量控制作用效果影响规律的研究分析,得到圆形后缘超临界环量控制翼型的初步设计方法。计算结果可为进一步研究环量控制对飞行器的影响奠定理论基础。 展开更多
关键词 环量控制 稳定射流 超临界翼型 升阻特性
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等离子体环量控制作用机理的数值仿真 被引量:5
7
作者 李林 张登成 张艳华 《空军工程大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2017年第3期9-15,共7页
为了研究等离子体射流环量控制对翼型气动特性的作用机理、影响规律和控制效费比,基于等效体积力耦合雷诺平均N-S方程的数值计算方法进行仿真,研究了不同后缘半径、单组激励器位置及双组激励器布置方式对翼型气动特性和流场特性的影响... 为了研究等离子体射流环量控制对翼型气动特性的作用机理、影响规律和控制效费比,基于等效体积力耦合雷诺平均N-S方程的数值计算方法进行仿真,研究了不同后缘半径、单组激励器位置及双组激励器布置方式对翼型气动特性和流场特性的影响规律。结果显示中等后缘半径,两组激励器反向对称布置在上下翼面优化位置时,环量控制效费比有显著提升。研究表明中等后缘半径翼型的后缘流体离心力和压力梯度相对平衡,等离子体射流带动上翼面外流发生偏折,增升效果较好。优化后双组激励器作用形成了等离子体射流的串联,有效诱导脱体尾涡向下翼面移动,分离点下移,环量和升力增加明显。研究结果为后续实验研究提供了理论基础。 展开更多
关键词 等离子体环量控制 翼型 后缘半径 双激励器
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环量控制翼型非定常气动力建模 被引量:4
8
作者 雷玉昌 张登成 张艳华 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期2138-2148,共11页
针对目前环量控制技术中射流参数与迎角对翼型气动特性的影响高度耦合,对应非定常气动力模型精度较差的研究现状,基于环量控制翼型强迫俯仰振动数值模拟数据,借助Kriging模型实现环量控制翼型的定常气动力插值,借助微分方程模型完成了... 针对目前环量控制技术中射流参数与迎角对翼型气动特性的影响高度耦合,对应非定常气动力模型精度较差的研究现状,基于环量控制翼型强迫俯仰振动数值模拟数据,借助Kriging模型实现环量控制翼型的定常气动力插值,借助微分方程模型完成了适用于环量控制翼型的线性微分方程建模,采用两步线性回归参数辨识方法辨识线性微分方程模型中特征时间常数等参数,对高动量系数大振幅流动状态下的非线性影响进行修正。研究结果表明:基于Kriging模型实现的环量控制翼型定常气动力插值精度较传统气动导数模型高,建立的环量控制翼型非定常气动力模型能够精确预测不同流动状态下的气动力和力矩系数变化情况。 展开更多
关键词 环量控制 非定常气动力 翼型 数值模拟 气动力模型 参数辨识
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环量控制翼型动态失速特性研究 被引量:3
9
作者 刘晶昌 徐建中 郑敏 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第1期30-35,共6页
本文用数值求解二维可压非定常Navier-Stokes方程的方法研究了环量控制翼型的动态失速特性.揭示了环量控制翼型在以不同吹气动量系数、不同频率做俯仰振荡时的动态失速特征.指出吹气动量系数对环量控制翼型动态失速的特... 本文用数值求解二维可压非定常Navier-Stokes方程的方法研究了环量控制翼型的动态失速特性.揭示了环量控制翼型在以不同吹气动量系数、不同频率做俯仰振荡时的动态失速特征.指出吹气动量系数对环量控制翼型动态失速的特性有很大影响,同时,振荡频率的影响与传统翼型相比也有不同.进一步分析了其失速的机理. 展开更多
关键词 环量控制 翼型 动态失速 N-S方程
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超临界翼型射流环量控制的数值计算 被引量:3
10
作者 郑无计 张登成 +1 位作者 张艳华 曾志敏 《航空计算技术》 2014年第3期92-95,100,共5页
为提高飞行器的升力特性,改善起飞着陆和机动性能,研究了射流环量控制对超临界翼型气动特性的影响。基于计算流体力学,对影响计算效率和精度的网格参数进行了优化设计,得到一种高效高精度网格的剖分方法;并以此为基础,建立超临界翼型环... 为提高飞行器的升力特性,改善起飞着陆和机动性能,研究了射流环量控制对超临界翼型气动特性的影响。基于计算流体力学,对影响计算效率和精度的网格参数进行了优化设计,得到一种高效高精度网格的剖分方法;并以此为基础,建立超临界翼型环量控制的计算模型,求解雷诺平均N-S方程,分析了环量控制在不同动量系数和迎角下的作用效果,数值计算结果与实验结果基本一致。结果表明:环量控制大大提高了翼型的气动特性,且在小迎角或负迎角就可以产生较大的升力,但是动量系数并不是越大越好。计算结果可为进一步研究环量控制对飞行器的影响奠定理论基础。 展开更多
关键词 升力 环量控制 网格 超临界翼型 动量系数
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射流压力和高度对环量控制涡轮叶栅性能影响 被引量:3
11
作者 宋彦萍 陈焕龙 +1 位作者 李亚超 陈浮 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期399-402,共4页
采用商业软件ANSYS CFX针对将柯恩达效应应用于燃机涡轮的可行性进行了探索,得到了不同射流总压和射流口高度时的环量控制叶型涡轮叶栅的二维流场和气动性能。结果表明:环量控制涡轮叶栅在射流总压不太高的条件下,就能够达到并超过原型... 采用商业软件ANSYS CFX针对将柯恩达效应应用于燃机涡轮的可行性进行了探索,得到了不同射流总压和射流口高度时的环量控制叶型涡轮叶栅的二维流场和气动性能。结果表明:环量控制涡轮叶栅在射流总压不太高的条件下,就能够达到并超过原型叶栅的性能水平,射流总压的变化直接影响叶栅性能;射流口高度对叶栅性能的影响主要体现在其对射流速度的影响,在射流口较小时比较明显。 展开更多
关键词 燃机涡轮 环量控制叶型 柯恩达效应 射流口高度 射流总压
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环量控制翼型气动力迟滞效应研究 被引量:3
12
作者 雷玉昌 张艳华 +2 位作者 卢昂 张登成 苏光旭 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2021年第2期16-21,共6页
为研究环量控制翼型在非定常运动中的气动力迟滞效应,通过求解环量控制翼型的强迫俯仰振动数值模拟数据,研究了不同减缩频率、振幅和射流动量系数对环量控制翼型气动特性的影响规律,分析了不同动量系数对非定常流场变化的作用机理。研... 为研究环量控制翼型在非定常运动中的气动力迟滞效应,通过求解环量控制翼型的强迫俯仰振动数值模拟数据,研究了不同减缩频率、振幅和射流动量系数对环量控制翼型气动特性的影响规律,分析了不同动量系数对非定常流场变化的作用机理。研究结果表明:减缩频率和迎角振幅越大,气动力迟滞效应越明显;小迎角下动量系数越大,迟滞效应越微弱,而大迎角下动量系数越大,迟滞效应越明显,并表现出提前动态失速的特征;气动力迟滞效应主要受翼型上表面压力分布影响,与后缘涡和上表面分离涡关系密切。所得结论对于环量控制技术在无人飞行器控制和操纵方面的应用具有一定的实际意义。 展开更多
关键词 环量控制 气动力迟滞 翼型 数值模拟
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Gao-Yong模型用于吹气环量控制翼型的研究 被引量:3
13
作者 李志强 杜曼丽 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1326-1331,共6页
应用Gao-Yong湍流模型模拟了吹气对翼型表面分离流控制的影响.结果表明,该模型不仅能够对翼型绕流的分离点、表面压力分布、升阻特性等做出较好预测,而且还能模拟出控制分离的吹气效果:①有效消除翼面分离涡;②"裹携"翼面来... 应用Gao-Yong湍流模型模拟了吹气对翼型表面分离流控制的影响.结果表明,该模型不仅能够对翼型绕流的分离点、表面压力分布、升阻特性等做出较好预测,而且还能模拟出控制分离的吹气效果:①有效消除翼面分离涡;②"裹携"翼面来流进一步提高升力系数.提高吹气动量系数,升力曲线上移的幅度也相应增加;而吹气角度对吹气射流"裹携"作用的强弱也有一定的影响,当吹气方向相对于翼弦偏上时,吹气射流"裹携"来流与消除分离涡的作用增强,升力提升更为明显. 展开更多
关键词 环量控制翼型 Gao-Yong湍流模型 尾缘吹气 升力
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Unsteady flow about a circulation control airfoil
14
作者 刘晶昌 孙茂 吴礼义 《Science China(Technological Sciences)》 SCIE EI CAS 1996年第1期61-67,共7页
The unsteady flow around a circulation control (CC) airfoil was investigated with Navier-Stokes method,which includes the flow around CC airfoil with pulsating jet,the flow around oscillating CC airfoil,and the flow a... The unsteady flow around a circulation control (CC) airfoil was investigated with Navier-Stokes method,which includes the flow around CC airfoil with pulsating jet,the flow around oscillating CC airfoil,and the flow around oscillating CC airfoil with pulsating jet.Dynamic properties of the flow and the aerodynamic forces were rewaled. 展开更多
关键词 circulation control airfoil NAVIER-STOKES EQUATIONS UNSTEADY flow pulsating jet OSCILLATING airfoil.
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基于CFD研究等离子体环量控制流场特性 被引量:2
15
作者 李林 张登成 张艳华 《航空计算技术》 2016年第5期57-59,62,共4页
为了研究等离子体气动激励射流在翼型钝尾缘产生Coanda效应时对流场特性的影响,基于雷诺平均N-S方程中添加体积力源项的唯象学仿真方法,建立并优化了等离子体环量控制的数值计算模型,研究了基于分离点的不同激励器位置对流场的影响规律... 为了研究等离子体气动激励射流在翼型钝尾缘产生Coanda效应时对流场特性的影响,基于雷诺平均N-S方程中添加体积力源项的唯象学仿真方法,建立并优化了等离子体环量控制的数值计算模型,研究了基于分离点的不同激励器位置对流场的影响规律。结果表明,优化激励器位置后环量控制的效费比ΔCL/Cμ最高可以达到113.49。分析发现,当等离子体激励产生的激励射流刚好可以将分离点推移至压力面时,机翼有效弯度增加最为明显,激励效果最好。 展开更多
关键词 等离子体环量控制 翼型 激励位置
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NAVIER-STOKES ANALYSIS OF A CIRCULATION CONTROL AIRFOIL
16
作者 刘晶昌 孙茂 吴礼义 《Acta Mechanica Sinica》 SCIE EI CAS CSCD 1995年第2期137-143,共7页
The two-dimensional, compressible, mass-averaged Navier-Stokes equations are used to investigate hows about a typical circulation control airfoil. The governing equations are solved using the implicit approximate-fact... The two-dimensional, compressible, mass-averaged Navier-Stokes equations are used to investigate hows about a typical circulation control airfoil. The governing equations are solved using the implicit approximate-factorization algorithm of Beam-Warming with a modified algebraic eddy viscosity model. Results are compared with experimental data, and excellent agreement is obtained. The effects of different jet momentum coefficients and angles of attack on the how are studied. The mechanism of genenating large lift by circulation control is discussed. 展开更多
关键词 circulation control airfoil NAVIER-STOKES EQUATIONS
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基于环量控制的超临界翼型气动特性研究
17
作者 雷玉昌 张艳华 +1 位作者 张登成 苏光旭 《航空科学技术》 2020年第5期44-49,共6页
环量控制技术用于飞行器上可以显著提高升力,改善飞行性能。为了研究环量控制对超临界翼型气动特性的影响规律,特别是大迎角下的气动特性,采用雷诺平均N-S方程的数值模拟方法进行了数值计算和分析。分别模拟了动量系数、迎角、射流比例... 环量控制技术用于飞行器上可以显著提高升力,改善飞行性能。为了研究环量控制对超临界翼型气动特性的影响规律,特别是大迎角下的气动特性,采用雷诺平均N-S方程的数值模拟方法进行了数值计算和分析。分别模拟了动量系数、迎角、射流比例对于升阻特性的影响规律。结果表明,大迎角下环量控制射流对翼型升力的提升极其有限,高动量系数会导致翼型失速迎角提前,分析了射流和迎角与前缘流场的相互关系,总结了失速迎角提前的作用机理;通过调节双射流比例,能够在大迎角下进一步改善升阻特性。 展开更多
关键词 环量控制 超临界翼型 数值模拟 气动特性 迎角
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关于“面源分布的圆定理的推广”的讨论
18
作者 杨国武 《武汉交通科技大学学报》 1998年第5期528-531,共4页
Rand(1989)[1]提出面源分布的圆定理,试图将它应用于环量控制翼的研究,并获得了理论解.然而,其计算有误,所得理论解能否成立尚需商榷.本文将指出其问题所在,并对进一步解决这个问题作了讨论.
关键词 面源分布 圆定理 环量控制翼 喷流动力系数
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双圆弧环量控制翼型数值研究 被引量:4
19
作者 张仕玉 钟易成 +1 位作者 付鹏哲 赵士洋 《飞机设计》 2011年第4期1-6,共6页
运用数值模拟手段分析了一种双圆弧超临界环量控制翼型,它具有高速巡航短距起降双重优势,初步探讨了这种超环量翼型在起飞不同阶段和不同飞行迎角下升阻力性能变化规律。在此基础上对这种翼型进行了几何优化,结果表明,射流缝高度约为环... 运用数值模拟手段分析了一种双圆弧超临界环量控制翼型,它具有高速巡航短距起降双重优势,初步探讨了这种超环量翼型在起飞不同阶段和不同飞行迎角下升阻力性能变化规律。在此基础上对这种翼型进行了几何优化,结果表明,射流缝高度约为环量翼型弦长的0.2%;环量襟翼偏转角度为30°;铰链旋转点在弦长88.06%~89.85%之间时,升阻力性能最优。 展开更多
关键词 科恩达效应 动量系数 双圆弧环量控制翼型
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S809翼型环量控制的射流参数研究 被引量:1
20
作者 苏子昂 孙晓晶 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期359-366,共8页
采用计算流体力学方法,研究在不同位置开射流口的环量控制方法对S809翼型气动性能的影响,研究发现,当Re=1×10~6,射流口高度h=0.2%c(c为翼型弦长)时,不同攻角下,射流口位于75%c处,控制效果优于70%c、80%c、90%c处,其中在18°攻... 采用计算流体力学方法,研究在不同位置开射流口的环量控制方法对S809翼型气动性能的影响,研究发现,当Re=1×10~6,射流口高度h=0.2%c(c为翼型弦长)时,不同攻角下,射流口位于75%c处,控制效果优于70%c、80%c、90%c处,其中在18°攻角下,升阻比相比原始S809翼型最大可提高51%;在此基础上研究了射流口位于75%c时,不同射流高度对S809翼型气动性能的影响,发现射流口高度为0.1%c时,控制效果较好,且耗能最小。 展开更多
关键词 工作参数 数值模拟 气动性能 环量控制 风力机S809翼型
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