【摘 要】
:
受鸟类迁徙编队飞行节省能量增加航程的启发,人们提出了“涡流冲浪”的概念,利用处于编队前方的飞机尾涡的上洗作用来提高处于编队后方飞机的气动效能,从而达到节省燃油增加航程的效果。本文采用有限体积方法求解可压缩Navier-Stokes方程,对不同工况下的编队飞行进行了数值模拟。通过对双机翼编队飞行绕流场进行数值模拟,研究了在两机翼不同横、纵向距离等队形参数条件下,后机翼受前机翼翼尖涡作用增升减阻的效果
论文部分内容阅读
受鸟类迁徙编队飞行节省能量增加航程的启发,人们提出了“涡流冲浪”的概念,利用处于编队前方的飞机尾涡的上洗作用来提高处于编队后方飞机的气动效能,从而达到节省燃油增加航程的效果。本文采用有限体积方法求解可压缩Navier-Stokes方程,对不同工况下的编队飞行进行了数值模拟。通过对双机翼编队飞行绕流场进行数值模拟,研究了在两机翼不同横、纵向距离等队形参数条件下,后机翼受前机翼翼尖涡作用增升减阻的效果。在两机翼的纵向距离一定的条件下,随着横向距离的增加,后机翼的升阻比先增大后减小。在两机翼的横向距离一定的条件下,随着纵向距离的增加,后机翼的升阻比逐渐减小。通过对双机编队飞行绕流场进行数值模拟,分析了在不同队形参数(横向、纵向距离)、不同迎角、偏航角等条件下,编队前方位置的飞机尾涡对后机飞行安全性与气动效能的影响。在纵向距离固定不变的情况下,随着横向距离的增加,后机的升阻比和滚转力矩先增大后减小。当两机横向重叠约10%~20%翼展长度时,后机气动效能最佳。在横向距离固定不变的情况下,后机升阻比随着纵向距离的增加而减小。处于编队后方的飞机相较前机的升阻比增量和滚转力矩均随着迎角的增加先增加后减小,当迎角不小于6°时,后机升阻比增量维持在0附近,这说明此时前机尾流对于后机几乎没有气动效能上的增益。随着偏航角的增加,处于编队后方的飞机相较前机的升阻比增量先减小后增大,侧向力系数增量绝对值逐渐增加。
其他文献
常用飞机防/除冰技术中,电加热防/除冰技术具有操作简捷、响应快速、易于控制的优点。但是传统电热防/除冰技术同时也存在功耗大的问题,限制了其在民用飞机上的广泛使用。本文基于传统电热防/除冰技术,利用石墨烯的高效电热性能以及超疏水涂层的优异抗冰性能,提出了超疏水/石墨烯耦合电热防/除冰系统的设计思路,旨在降低飞机电热防/除冰能耗。本文主要研究内容如下:首先,通过实验测试石墨烯加热元件的热学性能,提出石
直升机应急着水及漂浮试验是直升机适航取证的关键部分,本文为探究建立配备了应急漂浮系统的直升机的着水缩比试验模型的方法,对简单刚柔组合体着水载荷相似性进行了研究。基于添加空气隔间的相似方法建立了长方体结构物水平圆柱气囊组合体的缩比模型。首先探究了计算空气隔间的体积因子理论公式的缺陷,然后通过数值分析的方法对不同缩比因子下缩比模型着陆、着水过程结构物过载及气囊表压力的相似性进行了验证。计算结果表明:(
旋翼机凭借其操纵性能好、不受地形限制等优点得到了广泛应用,为进一步提升安全性能和使用价值,伞降回收逐渐成为旋翼机发展的关键技术之一。为掌握旋翼机尾流对降落伞的气动干扰机理,本文分别对圆锥形空投件和旋翼机两类复杂尾流影响下的降落伞流场开展研究,具体工作如下:首先,提出高精度非定常粘性绕流数值方法,对圆形降落伞非定常绕流进行计算,探讨了湍流模型、求解算法对流场粘性计算以及瞬态计算效率的影响,结果表明该
飞机结冰和风力机叶片结冰问题一直困扰着航空业和风力机行业,压电除冰方法因其高效、低能耗及质量轻、易安装的特点受到越来越多的关注。本文以有限元仿真与实验相结合的方式,研究了压电除冰技术在玻璃纤维增强环氧树脂复合材料结构上的应用。首先,研究了压电除冰技术在复合材料平板结构上的应用情况。考虑了压电元件自身对待防护结构振动的抑制作用,分析了改变压电元件数目及单个压电元件的尺寸时,激励效果的变化情况,得到了
随着机载蒸发循环制冷系统的逐步应用,探寻更加轻小型化且高效的机载相变换热器已成为亟待解决的重要问题。作为一种新型的微小通道换热器,印刷电路板式换热器(PCHE)不仅紧凑高效、轻巧牢固,还具有耐高温高压、泄露量少、传热效率高等诸多优势,在对起飞重量和体积有着严格要求的航空领域具有非常广阔的应用前景。本文以一种当量直径为0.66 mm的3d打印铝质PCHE半圆形翅片通道为研究对象,分别以水和R134a
美国F-35战机采用半闭式空气循环制冷系统,解决了电子设备热负荷高的问题,且比开式系统的能耗低;波音787民机采用离心压气机为增压气源驱动的制冷系统,相比发动机引气为增压气源的制冷系统,其具有不对发动机性能造成直接影响和节能的优点。因此本文围绕离心压气机驱动的空气循环制冷系统进行研究,主要内容如下:(1)在介绍四种离心压气机驱动的空气循环制冷系统的基础上,建立了以部件效率、涡轮膨胀比、转轴机械效率
对于有隐身需求的飞机的风挡除雾方法,在风挡处采用电加热膜时存在一定设计难度,因此采用热气进行除雾。为研究风挡热气除雾过程的性能特点,本论文将在飞行包线内对飞机风挡结雾过程和热气除雾过程进行数值模拟研究,重点研究了热气除雾过程的动态性能及相关内容,工作内容如下:⑴建立雾滴蒸发的传热传质模型分析雾滴的蒸发特性,分析高空大气压力随着高度变化的关系以及座舱压力制度变化规律,得出压力变化公式,对湿空气的热物
飞机在飞行时由于气象条件的不确定性很容易遭遇结冰气象条件,机翼前缘作为飞机的迎风面会面临较严重的结冰问题,一旦结冰会使得机翼气动外形被破坏,严重时甚至会威胁飞行安全。机翼结冰的研究方法主要分为数值模拟和试验两种,数值模拟由于其计算效率高、成本低等优势成为结冰问题研究的主要方法,试验作为结冰研究的基础和验证手段,能够直观地观察结冰现象并验证数值模拟结果,仍然起着至关重要的作用。本文采用数值模拟以及结
众所周知,直升机舱内噪声十分严重。近年来,随着直升机应用数量的增加以及人们对舒适性要求的提高,直升机舱内噪声问题急需解决。本文以直升机主减速器齿轮啮合引起的舱内噪声控制问题为背景,研究微穿孔板吸声结构的舱内降噪特性。本文主要研究工作包括以下几部分:(1)理论建模与参数规律分析。基于马大猷的微穿孔板吸声理论,对微穿孔板吸声结构的声阻抗和吸声系数进行了系统的理论推导,在此基础上,详细探究了结构参数对微
数量庞大且种类繁多的细菌存在于人类的口腔中,这些细菌在口腔中存活繁衍,会在牙齿表面形成牙菌斑,而牙菌斑恰恰是引起牙周炎,龋齿等牙病的元凶。牙菌斑生物膜属于细菌性生物膜,形成的原因是唾液蛋白等吸附到牙齿表面,然后在其表面形成一层雾状结构、且没有细胞的薄膜。这层获得性薄膜为口腔环境中细菌的生长繁殖提供了最初的条件。由此看来,减少唾液蛋白和糖蛋白在牙面上的吸附对于抑制牙菌斑的形成有着至关重要的作用。两性