西北工业大学航空学院翼型叶栅空气动力学国家级重点实验室
- 作品数：19 被引量：346H指数：8
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- 相关机构：西安交通大学航天航空学院机械结构强度与振动国家重点实验室西安交通大学航天航空学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国航空科学基金国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术理学一般工业技术自动化与计算机技术更多>>
- 耦合转捩自动判断的机翼粘性绕流计算与优化设计被引量：6
- 2015年
- 具有边界层转捩自动判断功能的三维雷诺平均Navier-Stokes方程(RANS)方程求解器是自然层流机翼设计的必要手段。将一种基于线性稳定性理论的NTS/NCF转捩判断方法与RANS求解器耦合,以提高求解器的计算精度。通过求解三维稳定性方程,然后使用包络线方法计算对应Tollmien-Schlichting不稳定性的NTS,使用固定β方法计算对应横流不稳定性的NCF,然后根据转捩阀值(NTS)tr和(NCF)tr判断转捩位置。在上述工作的基础上,开展了自然层流机翼平面形状优化的气动减阻设计研究。
- 宋文萍朱震张坤韩忠华
- 关键词：KRIGING模型
- 基于非结构网格流场计算的网格重排序被引量：4
- 2005年
- 提出基于非结构网格流场计算时的网格重排序,优化了网格信息在内存中的存贮位置,使得计算过程中调用数据的处理速度加快,有效提高了计算效率。以M6机翼及DLR-F4翼身组合体的跨音速无粘流场为算例,分别通过显式四步龙格-库塔推进格式和隐式LU-SGS推进格式来验证网格重排序后对计算效率的提高作用。原始网格均用Delaunay方法生长,并分别使用了两种重排序方法进行比较。计算结果表明:重排序后的计算效率可以提高到未排序时的3到5倍,很具实用价值。
- 李劲杰王刚史爱明杨永年
- 关键词：非结构网格非结构网格流场计算翼身组合体
- Kriging模型及代理优化算法研究进展被引量：264
- 2016年
- 代理模型方法由于能显著提高工程优化设计问题的效率,在航空航天及其他领域得到了广泛重视,并逐渐发展成为一类优化算法,本文称其为代理优化(SBO)算法。在现有的代理模型方法中,如多项式响应面、径向基函数、神经网络、支持向量回归、多变量插值/回归、多项式混沌展开等,源于地质统计学的Kriging模型具有代表性,是一种非常具有应用潜力的代理模型方法。以飞行器设计领域的优化问题为背景,介绍了Kriging代理模型及应用于优化设计的理论和算法的最新研究进展。首先,概述了Kriging模型的基本理论和算法,并讨论了影响Kriging模型鲁棒性和效率的几个关键性问题。其次,回顾了Kriging模型理论和算法研究的3个最新研究进展,包括梯度增强型Kriging、CoKriging和分层Kriging模型。而后,分析提炼了基于Kriging模型的代理优化算法的优化机制和优化框架,给出了"优化加点准则"和"子优化"的概念,并介绍了目前常用的几种优化加点准则及其相应子优化问题的求解与约束处理;同时,还介绍了最新提出的局部EI加点准则以及代理优化的终止条件。最后,介绍了代理优化在标准测试函数算例验证、飞行器气动与多学科优化设计典型算例确认方面的研究进展,并对当前存在的一些关键科学问题以及未来研究方向进行了讨论。
- 韩忠华
- 关键词：KRIGING代理模型飞行器设计
- 基于深度神经网络的跨声速抖振预测方法
- 近年来,由于在处理高维与非线性问题中效果显著,深度神经网络开始作为一种新的降阶模型应用于非定常流动的预测与重构工作。目前,跨声速抖振预测主要依赖于实验与数值模拟技术,存在实验成本高,计算代价大等问题。为此,本文构建了一种...
- 刘子扬韩仁坤王怡星陈刚王刚周豪
- 关键词：抖振非定常流场
- 文献传递
- 高超声速飞行器宽速域翼型/机翼设计与分析被引量：17
- 2018年
- 对于现代高超声速飞行器的设计而言,除了需要保证高超声速的性能外,还必须兼顾满足工程需求的亚跨超声速特性。首先,采用雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程流动求解器,结合基于Kriging模型的代理优化算法,开展了高超声速飞行器宽速域翼型的优化设计研究,设计出了一种下表面具有双"S"形特征的新翼型。综合性能评估结果表明,该翼型相比于常规的高超声速翼型,在跨声速和高超声速下具有更加优良的气动特性;其跨声速状态下的升阻比达到78.9,高超声速状态下的升阻比达到5.94,能够实现宽速域内良好的综合气动性能。其次,开展了仿德国"桑格尔号"(SANGER)空天飞机运载机机翼的气动特性研究,对配置宽速域翼型与常规高超声速翼型的机翼进行了气动力特性综合对比分析。结果表明,配置新翼型的机翼在宽速域范围内整体气动性能更优,说明所设计的宽速域翼型在三维机翼上也具有一定的实用价值。
- 孙祥程韩忠华柳斐宋科宋文萍
- 关键词：翼型设计气动优化设计高超声速飞行器计算流体力学
- 面向层流减阻设计的转捩预测方法研究被引量：15
- 2018年
- 发展高效可靠的转捩预测方法是飞行器层流减阻设计的关键。本文针对未来飞行器对层流减阻设计的强烈需求,发展了三种工程实用的转捩预测方法,分别为基于线性稳定性理论的双eN方法、基于流场当地变量的γ-Reθ转捩模型和一种基于动模态分解的DMD/eN转捩预测新方法。通过DLR-F4翼身组合体、镰刀形机翼及NLF0416自然层流翼型转捩预测算例的计算值与实验值对比,验证了所发展的转捩预测方法的正确性。以双eN方法为例,将转捩预测方法与优化方法结合,开展了针对中短程民机的跨声速层流机翼优化设计研究。结果表明,优化机翼相对于基准机翼减阻效果明显,证明了本文发展的转捩预测方法有较强的工程应用价值。
- 宋文萍吴猛猛朱震吴涛聂晗范天伦韩忠华
- 基于Lattice Boltzmann方法的翼型绕流数值模拟被引量：3
- 2006年
- 将通过物理平面的结构化C型贴体网格变换到计算平面的均匀正交网格,引入非均匀网格插值方法,采用基于Lattice-Boltzm ann方程的D2Q9模型,对低雷诺数下的NACA0012翼型绕流进行了数值模拟,对五个不同位置的边界层速度型与基于有限体积法的CFL3D程序的结果进行了比较。结果表明,两种方法的计算结果一致。改进后的Lattice-Boltzm ann方法适用于曲边边界,非均匀网格,同时对计算速度影响不大。Lattice-Boltzm ann方法计算较简单,因而用LB方法来模拟翼型绕流是一种新的选择,并可应用于更复杂的低雷诺数流动中。
- 张勇钟诚文
- 关键词：LATTICEBOLTZMANN非均匀低雷诺数翼型
- 一种基于动模态分解的翼型流动转捩预测新方法被引量：9
- 2017年
- 考虑自由转捩的定常/非定常流动Navier-Stokes方程数值求解,对于翼型流动细节的精确模拟和气动力的精确预测均具有十分重要的意义。采用动模态分解(DMD)方法进行流动稳定性分析,再结合e N方法,提出了一套适用于翼型绕流的转捩预测新方法,称为DMD/e N方法。相比于传统的线性稳定性分析方法,DMD方法不需要求解附面层方程和线性稳定性方程,也没有引入平行流假设,具有更好的理论适用性和算法鲁棒性。开展了NLF0416、S809和SD7003等翼型的转捩预测数值验证研究,通过与实验结果以及与传统的基于线性稳定性分析的e N方法的比较,验证了本文所发展的转捩预测新方法在预测翼型的定常流动和非定常流动转捩方面的正确性,也表明了该方法具有解决含层流分离泡的翼型绕流转捩预测的能力。
- 韩忠华王绍楠韩莉刘方良许建华宋文萍
- 关键词：转捩预测翼型计算流体力学
- 共轴刚性旋翼的悬停气动性能和流场干扰被引量：2
- 2018年
- 建立了一种基于RANS(雷诺平均Navier-Stokes)方程的共轴刚性旋翼悬停流场数值模拟方法。使用旋翼亚声速和跨声速悬停实验结果,验证了该方法的准确性。对刚性旋翼XH-59A流场模拟表明:气动特性与飞行实验结果比较吻合,共轴旋翼特性优于同实度单旋翼,具备更高的悬停效率。对比半实度单旋翼气动性能,受下旋翼对流动的抽吸影响,上旋翼性能略有下降;下旋翼性能下降更甚,主要是因为处于上旋翼下洗流中,其有效迎角减小。数值方法获得该旋翼最高悬停效率为67%,总距角为14°,14°。对比研究表明,共轴刚性旋翼较常规共轴旋翼极间距小,悬停性能更高。
- 杨光赵旭闫修周平陆森林林永峰
- 关键词：气动干扰结构网格NAVIER-STOKES方程悬停
- 材料非线性对受热弹性壁板动力学行为的影响研究
- 研究了弹性壁板在高温场中的非线性动力学行为特性。首先基于Hamilton原理和von-Karman大变形理论,建立壁板的热气动弹性运动方程,其中气动力模型采用一阶活塞流理论;假设壁板受热后温度均匀分布,并且同时考虑热效应...
- 叶柳青叶正寅
- 关键词：壁板颤振混沌
- 文献传递
