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低雷诺数翼型多目标优化设计研究: 2024年; 为消除低雷诺数下对称翼型小迎角范围内的气动力非线性现象,基于高斯过程回归模型及NSGA‑Ⅱ多目标遗传算法并耦合RANS的数值方法建立了低雷诺数翼型优化设计程序,以多个状态下小迎角范围内的平均巡航因子为目标函数开展翼型优化设计。结果表明:优化翼型具有明显的几何凸起,有效改变了分离泡的位置和类型,进而显著改善翼型气动特性,Re=4×104时小迎角范围内的升力系数非线性现象基本消失。进一步分析发现优化翼型的凸起增强了壁面的对流影响和来流抵抗逆压梯度的能力,进而改善了翼型的气动特性。; 刘宇琪夏天宇董昊程克明; 关键词：低雷诺数

低雷诺数翼身融合布局数值研究: 2024年; 利用与SST k~ω耦合的γ-Reθ转捩模型对低雷诺数条件下翼身构型展开研究,揭示了不同翼身构型在低雷诺数条件下的翼身干扰特性。基于Naca0012翼型的对翼身融合处展开优化设计,较好的改善了模型在小迎角范围部件间的干扰特性,提升了对应状态下的升阻特性:优化后的构型在α=4°和α=6°时升阻比分别提升约3.57%和4.61%,且失速后的升力变化更为平缓。但融合布局的翼根在大迎角状态下产生了较强的前缘分离涡,气动特性有所下降。本文的研究结果为此类高空长航时无人机的翼身融合布局设计提供了一定的参考。; 苗帅王红波夏贞锋仪志胜; 关键词：低雷诺数翼身融合

火星超低雷诺数下螺旋桨气动性能研究: 2024年; 火星超低雷诺数环境导致螺旋桨系统气动特性相比于地球环境显著恶化,翼型表面层流分离现象影响了火星螺旋桨的气动特性.为设计出适应火星低雷诺数环境的螺旋桨,深入了解超低雷诺数对翼型气动特性的作用机理,采用Transition SST转捩模型求解非定常可压缩N-S方程的数值模拟技术,对几种适用于低雷诺数环境的翼型进行火星超低雷诺数环境下气动特性模拟计算,从而选取最适应火星大气环境的翼型.结果表明CLF5605翼型具有更好的气动性能.对选定的翼型进行不同超低雷诺数下气动特性模拟计算,揭示了超低雷诺数对翼型气动特性的影响,即在火星大气雷诺数范围内,更高的雷诺数对应更好的气动性能;对雷诺数从100~20000翼型表面边界层状态进行数值模拟,发现翼型层流分离结构发生显著变化,从低雷诺数下的层流边界层状态,随着雷诺数的增加开始发生层流分离,在翼型尾缘产生层流分离泡,并最终变成湍流边界层.采用最小能量损失的方法设计火星螺旋桨,对其气动性能进行了数值模拟仿真,并对轻量化制造的螺旋桨进行了地面台架实验验证,通过将地面实验结果与CFD数值模拟仿真结果对比,验证了螺旋桨轻量化设计合理性以及数值计算的准确性.; 张旺旺徐彬张海涛樊伟赵之然; 关键词：气动特性轻量化设计

不同雷诺数下圆柱绕流流动特性数值模拟: 2024年; 通过使用Fluent软件对雷诺数在100~700范围内的圆柱绕流进行数值模拟,通过对比尾流速度分布,揭示了不同雷诺数下圆柱绕流的流动规律。此外,在相同雷诺数下对不同流体绕流圆柱所得阻力系数进行对比讨论,将数值模拟所得不同雷诺数下涡脱落周期与通过斯特劳哈尔数公式计算得出的涡脱落周期进行误差分析,验证了Fluent数值模拟的准确性。; 延嘉虹杨春; 关键词：低雷诺数圆柱绕流

基于输运方程的高雷诺数转捩问题仿真研究: 边界层转捩问题一直是空气动力学及其工程应用的研究热点,准确预测转捩位置,对于气动外形设计具有重要意义。在航空航天、新能源等领域,因气动部件尺寸大或者运动速度大,导致流动雷诺数高,保持层流难度高,层流到湍流的转捩问题的预测...; 王兰; 关键词：边界层转捩转捩模型输运方程

高雷诺数下交叉圆柱涡激振动的数值分析: 2024年; 基于能量捕获应用场景,利用数值仿真的方法研究了高雷诺数下交叉圆柱的涡激振动(Vortex Induced Vibration,VIV)现象。首先建立了三维VIV数值模型,通过与已有文献试验数据对比验证了该数值模型的准确性。进而在该模型的基础上,对交叉圆柱的VIV进行了仿真研究,并与普通圆柱做了对比分析。研究发现,受竖圆柱的影响,交叉圆柱在中低流速的涡强度有所减小,使低流速下的柱体振幅减小,启动流速变大;在中流速范围,涡脱落位置的改变,使得振幅增加;在高流速范围涡强度和涡脱落位置变化并不明显,振幅也与普通圆柱相近。; 金叶青张俊涛秦岩崔景芝孙海亮; 关键词：涡激振动高雷诺数数值仿真

球腔内低雷诺数流体中颗粒输运研究进展: 2024年; 受限环境下低雷诺数流体中的颗粒输运与生物、医药、化工和能源等应用密切相关.近年来,球腔内低雷诺数流体中的颗粒输运引起了广泛关注,它在细胞内生命活动和微流控封装技术中发挥着关键作用.为了掌握颗粒输运规律、揭示微观力学机理,各国学者进行了广泛的理论、数值和实验研究,取得了一系列成果.本文将梳理当前的研究进展,分别从理论模型、数值模拟和实验研究三方面,介绍关于球腔内低雷诺数流体中颗粒输运的重要工作.理论模型方面,主要工作包括刚性无滑移壁面、边界滑移和可变形壁面等情况下单个及多个颗粒输运的研究;数值模拟方面,重要工作包括模拟不同形状颗粒在静止与旋转球腔内的输运,研究颗粒的水动力迁移率与运动轨迹;实验研究方面,相关工作包含水液滴内颗粒三维轨迹、扩散系数的观测,以及利用球腔内颗粒布朗运动来计算受限环境性质的相关研究.通过总结相关成果,旨在为微纳尺度流动与颗粒输运领域的专家学者提供参考.; 孙壮陈高峰胡安˙德˙巴勃罗蒋玺恺

适用于低速无人机的低雷诺数单段翼型: 本申请涉及一种适用于低速无人机的低雷诺数单段翼型。该低雷诺数单段翼型的前缘半径0.625％C，翼型的最大厚度7.10％C，最大厚度位置28.33％C，翼型的最大弯度1.10％C，最大弯度位置27.93％C；其中C为弦长。...; 郭正余科王顺顺杨宇丹鲁亚飞陈清阳贾高伟王鹏侯中喜

雷诺数指数与雷诺数比的关系分析与应用: 2024年; 雷诺数指数(RNI)与雷诺数比(RNR)作为常用的雷诺数相关问题重要无量纲数广泛地用于航空发动机研发过程中,然而前者多用于工程研制阶段,后者多用于研究初期阶段,两者长期处于应用层级割裂状态.为了厘清RNI与RNR之间的关系,首先用Π定理和无量纲数代数推导两种方法推导出了 RNI,结果揭示了 RNI的物理含义为考虑马赫数修正的RNR,代表了雷诺数强相似性原理;RNR仅基于表速相似,代表了雷诺数弱相似性原理.其次,比较了雷诺数指数与雷诺数比之间的关系,在两者的相对差仅为温度的函数,在工况温度比处于0.94~1.06的范围时,RNI与RNR两者相差±3%以内,认为两者可以互换;因为工况间温度比差距过大目前以RNR为自变量的雷诺数修正公式在实际使用中误差过大的原因之一.最后,给出了一种基于RNI为1.0、保证雷诺数强相似性的冷热态工作点模化方法,作为RNI的应用范例,并给出了两组冷热态换算结果,计算得到冷热态工况的Π函数是一致的,因此可以认为冷热态模化满足相似性原理.分析并解释了 RNI与RNR的关系,可作为航空发动机研制各阶段中雷诺数相关问题无量纲参数选取的依据.; 倪明魏佐君赵晨彦任光明甘晓华; 关键词：模化

低温高雷诺数下摩擦阻力测量及多孔介质减阻研究: 2024年; 为研究低温高雷诺数条件下多孔介质湍流减阻规律及雷诺数效应,在0.3 m低温连续式风洞开展了壁面摩擦阻力测量及多孔介质减阻试验。分别在光滑平板和多孔介质区域下游布置低温脉动压力传感器和油流,对脉动压力功率谱及下游全局摩擦阻力进行测量。结果表明:摩擦阻力系数随雷诺数的增大而减小;多孔介质减阻率随雷诺数的增大(增大马赫数或降低来流总温),呈无固定规律下降趋势,且多孔介质的引入,使下游脉动压力的低频信号强度增加,高频信号强度减弱;在马赫数Ma=0.300、雷诺数Re=7.51×10^(6)、来流总温T_(0)=140 K这一典型工况下,多孔介质仍具有11.4%的减阻率,初步验证了在低温高雷诺数条件下使用多孔介质减阻控制策略的可行性。; 孔文杰董昊赵一迪吴继飞; 关键词：高雷诺数多孔介质

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