空气动力学学报最新期刊目录
基于统计特征聚类的飞行器表面测点位置快速确定方法————作者：王梦瑶;李春娜;贾续毅;龚春林;
摘要：在飞行器设计和使用过程中，为了通过表面稀疏测量值精确反演气动分布载荷，需要合理布置数量有限的传感器以提取更多有效信息。为了解决这一问题，本文提出一种基于统计特征聚类的飞行器表面测点位置快速确定方法。首先，通过均值、标准差、偏度、峰度四阶统计矩描述所有待选测点处的气动分布载荷统计特征。然后，采用Kmeans++算法对各测点处的统计特征进行聚类分析，并根据聚类结果，在每一簇中选择距离簇中心最近的测点，...
关键参数对高速圆锥边界层来流慢声波扰动感受性的影响规律————作者：陈奕宁;李晨辉;万兵兵;涂国华;陈坚强;
摘要：预测边界层层流-湍流的转捩过程是空气动力学的热点难题，也是飞行器设计的工程需求。基于线性稳定性理论的eN方法被广泛认为是最科学的转捩预测方法，并开始应用于工程实践中。但是该方法传统上忽略了边界层对外界扰动的感受性，即外界扰动激发边界层不稳定波的过程，因此该方法仍存在理论上的不足，需要开展感受性研究。感受性影响因素众多，目前研究较少考虑多种因素对感受性的影响规律，认识尚不系统。...
翼尖链翼组合式无人机气动特性研究————作者：王涵;许晓平;王贵晨;李云龙;
摘要：为深入分析翼尖连接对组合式无人机气动特性的影响，本文建立了基于多面体网格的组合式无人机高保真数值模拟方法，并采用三维低雷诺数FX63-137平直机翼算例验证了计算方法的准确性。在雷诺数(1.5～2.0)×10～5条件下，采用理论分析和数值模拟相结合的方式，系统研究了组合体与单体单元的升、阻力系数及升阻比变化特性，在此基础上推导建立了组合体气动特性随单体数量变化预测模型。研究结果表明，通过翼尖连接的...
基于UNet的磁浮飞行风洞气动力干扰剥离算法————作者：邓果垚;胡喆;许德军;张军;倪章松;
摘要：运动模型加速阶段的气动力测量技术是磁浮飞行风洞中的关键技术难题之一。气动力测量天平在加速段受到惯性力等各种强干扰致使被测气动力值被掩盖。为在强干扰、低信噪比的严苛条件下还原气动力信号，提出了一种基于深度学习的气动力干扰剥离算法。首先针对天平信号作短时傅里叶变换以确定各干扰频谱特征，从而作为算法模型输入；然后构建“编码器-解码器”架构模型对天平所测复杂信号提取特征并精准重建所期望的气动力信号。经过在...
基于迁移学习的点云机翼气动性能预测————作者：冯怡忆;刘珊珊;董守鸿;徐淑颖;王亮权;陈德华;张书俊;
摘要：当前机翼设计阶段获取大量机翼气动性能需要巨大成本，因此亟需发展一种可以高效且较为准确地获取机翼气动性能数据的方法。以低速双梯形机翼为研究对象，通过OpenVSP和CFD构建低亚声速飞行条件下的机翼数据集，基于此数据集设计了点云机翼气动性能耦合预测网络（PointNet-AP），并利用高低精度数据进行迁移学习。PointNetAP以机翼点云数据、传统平面特征以及飞行条件为输入，预测机翼对应飞行条件下...
一种基于GRU神经网络的航空发动机叶片颤振快速预测方法————作者：姜嘉宇;黄璜;陈美宁;曹博超;
摘要：航空发动机叶片颤振是由气动弹性失稳引发的重大安全隐患，其传统预测方法需要进行大量非定常流场仿真。为此，本文提出了一种基于模态振型分解并结合门控循环单元（gated recurrent unit, GRU）神经网络模型的发动机叶片气动载荷计算方法，并将其应用于发动机叶片气动阻尼的快速估算及颤振分析。首先对发动机叶片的固有振型模态进行弯扭分解并计算出弯曲模态和扭转模态对应的气动模态力，然后通过时序GR...
自适应笛卡尔网格的曲率修正浸入边界方法————作者：孙尚志;罗灿炎;王伯福;高鹤;毕林;
摘要：在笛卡尔网格流体仿真中，由于笛卡尔网格的非贴体特性，物面边界处理的准确性成为影响模拟精度的关键。虚拟单元-浸入边界法通常将局部物面视为平板，采用对称技术来简化处理，没有考虑曲率效应引起的误差，易引入伪熵，导致物面附近流场计算精度下降。本文在虚拟单元-浸入边界处理方法基础上，发展参考点流动物理量双线性插值方法，并结合局部曲率信息进行外推重构虚拟点物理量，建立了笛卡尔网格下的曲率修正浸入边界方法。Pr...
无人机气动/风能获取一体化设计————作者：王为;安伟刚;宋笔锋;杨文青;罗洋;
摘要：动态滑翔作为一种通过穿越水平风梯度实现无动力长距离飞行的特殊飞行模式，在提升无人机航程与航时方面极具潜力。本文聚焦固定翼参数化设计，通过仿生关节结构的静态外形优化替代动态变形控制，在避免复杂机构的同时实现高效能量获取。本文通过计算不同设计参数对应的气动力结果进行分析，提出无人机气动/风能获取一体化设计方法。该方法利用神经网络实现气动力的快速求解，并以最大化获能为优化目标，利用高斯伪谱法求解最佳机翼...
基于透气结构的海鸥仿生翼型气动特性————作者：李富琨;郝礼书;高永卫;
摘要：羽毛是鸟类飞行的关键部件，是构成鸟翼外形的核心元素，其自身透气特性也是影响鸟翼气动特性的重要因素。本文将羽毛简化为多孔介质，将多孔介质覆盖在海鸥仿生翼型表面来模拟透气结构，应用多孔介质的渗流理论，通过CFD方法探究此仿生结构对翼型气动特性的影响。结果表明：多孔介质对翼型的气动性能有显著影响，从壁面压力分布、摩擦阻力分布以及空间速度分布等方面的影响机制分析来看，在多孔介质作用下，翼型失速迎角增加5°...
考虑流固耦合效应的压气机叶片气动性能研究————作者：李彬;储世博;查浩;何旭;
摘要：为精确量化跨声速叶片气弹耦合效应并揭示其流动机理，本文使用自研流固耦合仿真软件AENS，对NASA Rotor 67跨声速风扇叶片进行流固耦合分析。通过分析跨声速转子叶片静气动弹性变形，分离叶片关键形变参数，进一步研究叶片变形对静气动性能的影响。结果表明，在离心载荷和气动载荷的共同作用下，叶片变形主要为弯掠变形，且伴随安装角变化和径向变形。弯掠变形导致气流对叶片施加的载荷径向分量增大，分离区发展至...
涡轮级间燃烧室内混合与燃烧特性数值研究————作者：杜钊;郝颜;龚诚;周瑜;江平;
摘要：针对涡轮级间燃烧室内燃料/空气混合与燃烧特性展开数值研究，本文重点探讨喷注方式对混合机理的影响规律及燃烧过程的控制机制。通过引入宏观与微观混合概念，结合ANSYS Fluent软件建立数值模型，采用火焰生成流形模型模拟湍流燃烧过程，并利用输运方程分析燃料在凹腔回流区的驻留时间特性。通过对比4种不同喷注方案（前壁、顶壁、后壁及组合喷注）对混合效率、燃烧效率及火焰稳定性的影响，发现：喷注方式显著改变燃...
基于八叉树细化的高效四面体网格生成————作者：刘金宝;高翔;张翔;龚春叶;
摘要：非结构化网格是一种在计算机辅助工程和计算机图形学中广泛应用的网格类型，相对于结构化网格可以更好地适应复杂几何形状。当前的非结构化四面体网格生成方法多数需要先生成表面网格，再基于表面网格生成体网格，在大型复杂模型的高精度仿真中往往会出现三维网格生成出错或规模过大的情况，在生成效率方面难以有较大突破。为了克服现有技术中网格生成效率低、鲁棒性较差、实现过程复杂等缺陷，提出了一种基于八叉树细化的非结构化四...
NACA0012低跨声速近地俯仰迟滞特性研究————作者：罗星东;侯自豪;
摘要：针对电磁助推近地起飞过程中面临的俯仰振动问题，以NACA0012翼型为研究对象，提出了跨声速静态地面效应的分层依据，对比了各分层中的流动模态及气动特性，随后研究了地面效应、减缩频率对俯仰迟滞特性的影响，并分析了迟滞环形态、转向、饱满度变化的原因。结果表明，翼型下方流道收缩比与等熵极限的差值是对地面效应分层及判断流动模态的重要依据。含攻角影响下的跨声速静态地面效应可分为3个层次，依次是呈整体通流的第...
航空燃料水分低温结冰相场数值模拟————作者：陈博涵;邵垒;刘卫华;屈佳豪;张盛;黄梓凇;
摘要：为研究不同工况下航空燃油水分低温冰晶的生长特性，依据相场理论、传热传质方程和能量守恒方程，建立了航空燃油低温结冰模型，分析了不同时刻水浓度、各向异性强度等参数对冰晶生长特性的影响。结果表明：燃料水浓度越大，固相率和枝晶直径也越大；随着各向异性强度的增加，冰晶直径呈上升趋势，最后在恒定值附近小幅波动；环境对冰晶的形态有显著的影响，当冰晶环境从空气变为燃料时，冰晶的侧枝不再生长，而冰晶的尺寸相应减小。...
高速斜板液膜冷却的数值模拟研究————作者：邵芳琪;韩桂来;杨旸;周芳;王大高;李宗贤;钱丽娟;
摘要：临近空间飞行器面临严重的气动加热问题，液膜因具有高效的冷却能力被认为是有前景和潜力的热防护途径之一。本文针对马赫5下斜板液膜冷却过程开展数值模拟，采用二阶精度耦合隐式算法求解Navier-Stokes方程，通过流体体积法和网格自适应加密技术捕捉两相流动界面及之间的相互作用，并引入蒸发模型模拟液体蒸发时吸收热量的过程，分析了高速斜板表面液膜铺展、演化过程中的流场典型结构，讨论了冷却工质的质量流量、表...
气动热力耦合作用下结构累积热变形的演化特性及影响————作者：刘深深;余婧;韩青华;刘骁;杨肖峰;刘萍;裴桓伟;蒋波;
摘要：新一代大尺度轻质飞行器长航时高速飞行时，累积热变形问题比传统飞行器更显著，对飞行不利。针对典型大长细比空腔平板结构，采用高保真全数值的气动力/热/结构多物理场耦合分析方法，开展了气动热和气动力耦合作用下结构变形演化特性、热/力因素作用机理及变形对飞行性能的影响研究。研究结果表明，在长时间严酷加热条件下，空腔结构的热变形特征主要由热因素的时间累积效应和力因素的瞬时作用共同决定，其演化过程呈现3个演化...
数据驱动的升力体飞行器表面热流快速预测————作者：杜文聪;陈智;
摘要：为实现高速升力体气动热的快速预测、提升预测模型的泛化能力，本文针对一类三维升力体外形，基于参数化建模方法构建了包含15种外形、36种飞行条件，合计540个算例的升力体外形气动热数据集，并提出了一种基于切片和插值策略的数据预处理方式，将飞行器的外形及物面信息转化为神经网络能够识别的矩阵形式。然后，结合Transformer、多层感知机与UNet设计了一种编码器-解码器架构的网络模型D-TMU，并使用...
基于动态重叠网格的折叠翼展开过程非定常气动加热数值模拟————作者：何绍荃;石友安;何琨;李少壮;姚杰;
摘要：相比于传统高速飞行器，折叠翼飞行器除了面临常规固定翼的气动加热问题外，还面临翼展开过程中带来的局部热扰动问题，对防热设计提出严峻挑战。针对折叠翼飞行器动态展开过程中的气动热环境特性，建立了基于刚体运动理论和动态重叠网格方法的非定常数值模拟方法。通过构建折叠翼简化模型，系统分析了翼面展开过程中的非定常流场演化特征及其气动加热规律。研究结果表明：与准定常仿真计算结果相比，两种方法得到的热流分布总体上基...
基于稀疏神经核的多保真度代理模型————作者：李欣然;连峰;贾家兴;
摘要：在航空航天技术领域，为平衡代理模型的训练成本与预测精度，需要发展能够有效挖掘多保真度数据间潜在相关性的建模方法。针对现有模型依赖预设核函数、缺乏数据自适应性的问题，提出了一种基于稀疏混合专家神经核（mixture of experts neural kernel, MoENK）的多保真度代理模型。MoENK通过线性混合和乘积混合基本单元构造新核函数，选择性屏蔽中间结果以过滤噪声，并应用于多任务高斯...
尖锥头部温度变化对高速边界层不稳定性的影响实验————作者：吕闯;李学良;薛涛;赵家权;段毅;姚世勇;
摘要：高速边界层转捩直接影响高速飞行器的气动力和气动热设计，而局部壁面温度变化可影响高速边界层转捩，但影响规律仍有待进一步研究。本文基于马赫6 Ludwieg管风洞，采用高频压力传感器、高速红外相机和聚焦激光差分干涉仪对零攻角7°半张角尖锥模型开展了头部温度变化对高速边界层不稳定性影响的实验研究，为高速飞行器热防护与气动设计提供数据支撑。实验结果表明，头部温度变化区域位于同步点上游时，尖锥头部冷却会增强...
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