空气动力学学报杂志 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊

动力学模态分解及其在流体力学中的应用

作者：寇家庆; 张伟伟 刊期：2018年第02期

随着计算流体力学和先进流动测试技术的发展,流动的刻画越来越精细,伴随而来的海量流场信息的模态提取与复杂动力学特征的模型化成为当前流体力学的研究热点。动力学模态分解(Dynamic Mode Decomposition,DMD)作为一个全新的时空耦合型动力学建模方法,得到迅速推广。DMD是一种数据驱动的非定常流场模态分析手段,可以准确捕捉各个流动模态的频率...

“流动稳定性与转捩”专栏前言

作者：周恒 刊期：2018年第02期

《空气动力学学报》将若干篇与转捩预测有关的文章集中在同一期刊出,这有利于做这方面工作的同志的参考,也有利于提高刊物的作用和影响,是一种好的做法。近年来,转捩预测问题受到了越来越多的关注,这可能和航天技术发展的需求有关。当然,航空技术的发展对此也有需求。但航空技术的发展历时较久,对这一问题的解决至少在国外已有了一些办法。而航...

高超声速边界层转捩研究现状与趋势

作者：杨武兵; 沈清; 华; 禹旻; 刘智勇 刊期：2018年第02期

在过去15年间,随着高超声速技术快速发展,边界层转捩也得到了更加广泛和深入的研究。人们对流向行波失稳、横流失稳、Gortler涡失稳等转捩机理取得了较深刻认识,发展了可供工程设计的转捩判据、e N方法和转捩模型等转捩预测方法,建设了高超声速静风洞,并努力改善大口径常规风洞的流场品质,显著提升了地面风洞的转捩模拟能力和测试能力。未来,边...

高超声速边界层转捩实验综述

作者：刘向宏; 赖光伟; 吴杰 刊期：2018年第02期

高超声速边界层转捩直接影响飞行器表面的摩擦系数与热流分布,对于高超声速飞行器的气动布局以及热防护设计至关重要。尽管高超声速边界层层/湍流转捩的相关研究已经开展长达半个多世纪,但是由于高超声速流动的复杂性以及触发转捩的因素繁多,研究人员对于转捩过程的认识并不透彻,阻碍了先进高超声速飞行器的设计。地面风洞实验作为高超声速空气...

面向层流减阻设计的转捩预测方法研究

作者：宋文萍; 吴猛猛; 朱震; 吴涛; 聂晗; 范天伦; 韩忠华 刊期：2018年第02期

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/e N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...

超声速/高超声速边界层转捩后期流场的模态分析

作者：余明; 黄伟希; 许春晓 刊期：2018年第02期

将动力模态分解(DMD)方法应用到超声速和高超声速边界层转捩后期的流场分析中,通过获得流场主要的相干结构和对模态的重构,研究了相干结构与壁面阻力和热流的关系。结果表明超声速和高超声速边界层转捩的流场结构存在明显差别。超声速转捩流场由低频流向涡的模态主导,这些模态对转捩后期的壁面阻力和热流有重要贡献;高超声速转捩流场中存在多个...

高超声速绕钝体熵层基本流特性研究

作者：欧吉辉; 万兵兵; 刘建新; 曹伟 刊期：2018年第02期

基于N-S方程,针对超声速气体绕0°迎角钝锥流动采用三阶WENO(Weighed Essentially Non-Oscillatory)格式进行数值模拟,研究了熵层的基本流特性。研究给出了边界层及熵层外缘的确定方法,并分析了其适用性与局限性。数值计算结果显示基本流剖面存在“双广义拐点”现象,N-S方程与Euler方程数值结果对比发现,熵层区出现的广义拐点是由熵层区有旋运动...

超声速绕钝板熵层不稳定性的研究

作者：万兵兵; 罗纪生 刊期：2018年第02期

为了研究熵层的不稳定性,首先选择马赫数为4.5、前缘为圆头的0°钝板模型,利用直接数值模拟得到基本流场,然后在此基础上进行线性稳定性分析,同时通过经验方法确定熵层和边界层区域。研究发现,对于某一流向站位的基本流剖面,存在两个广义拐点,分别位于边界层和熵层。针对熵层的广义拐点,进行稳定性分析研究了熵层中不稳定模态特性,得出该模态的不...

横流转捩模型研究进展

作者：向星皓; 张毅锋; 陈坚强; 袁先旭; 何琨 刊期：2018年第02期

本文对横流转捩模型的研究进展进行了整理与回顾。首先分类归纳了目前常用的多种边界层横流不稳定诱导转捩判据,详细分析其构建思路和判据特性,并介绍判据相关研究工作。其次分类探讨了基于不同横流转捩判据的各类横流转捩模型,给出模型的具体构造形式和耦合方法,指出模型的适用范围、优势和局限性。最后对横流转捩模型领域的发展方向进行了展望...

高超声速椭圆锥短轴流向涡的二维全局稳定性分析

作者：李晓虎; 张绍龙; 刘建新; 黄章峰; 罗纪生; 张永明 刊期：2018年第02期

风洞实验观察到高超声速椭圆锥短轴处的转捩位置与其两侧相差很多,这是因为短轴处存在流向涡,基本流与其两侧明显不同,所以短轴处的稳定性与两侧有本质的区别,进而导致转捩位置与两侧不同。本文在短轴处进行二维全局稳定性分析,研究此处的稳定性。使用Arnoldi方法进行计算,并与其它方法结果进行了对比验证。找到了不稳定的外模态,研究了不稳定模...

多孔表面抑制第二模态失稳的最优开孔率和孔半径分析

作者：涂国华; 陈坚强; 袁先旭; 杨强; 张毅锋 刊期：2018年第02期

多孔介质、微槽道和超声波吸声材料等可用于抑制高超声速边界层第二模态扰动波。通过声波在无穷长小管道中的传播模型给定多孔介质表面的扰动边界条件,采用时间模式的线性稳定性理论分析了多孔介质表面对边界层稳定性的影响。对马赫数6热壁平板边界层的考察表明,多孔介质表面不仅可以大大推迟第二模态扰动波的中性点,还可以大大抑制最不稳定第二...

超声速边界层转捩预测eN方法及其软件开发

作者：黄章峰; 肖凌晨; 罗纪生 刊期：2018年第02期

首先论述了边界层转捩预测的研究现状,总结了目前三种边界层转捩预测方法的优缺点,重点从理论方面和工程应用方面分析了现有转捩预测eN方法及其预测软件的不足,展望了未来转捩预测方法和预测软件的发展趋势,然后结合工程应用的需要,提出了面向工程的基于转捩预测eN方法的超声速边界层转捩预测软件的实现途径。在对现有转捩预测eN方法进行不断改...

MF-1模型飞行试验转捩结果初步分析

作者：袁先旭; 何琨; 陈坚强; 张毅锋; 王安龄; 国义军 刊期：2018年第02期

基于深度学习的翼型气动系数预测

作者：陈海; 钱炜祺; 何磊 刊期：2018年第02期

提出了一种基于深度学习的翼型气动系数预测方法,有效克服了以往方法依赖翼型设计参数以及算法复杂度随预测精度的提高呈指数级增长等缺点。首先,介绍了卷积神经网络(CNN)的基本原理、网络机构以及训练方法,给出了训练样本数、批量大小、批次数量、迭代次数、循环次数的关系;其次,设计了针对翼型图像处理的CNN结构,随机选择6000个样本对该网络进...

机车斜流风机的流场数值分析与设计优化

作者：侯志泉; 杨明智; 梁习锋; 温殿忠 刊期：2018年第02期

采用轴流风机工程方法和S2设计方法设计了三种不同叶片角的机车用斜流风机,利用三维雷诺平均N-S方程和SST湍流模型,数值模拟了斜流风机的内部流场和气动性能,并通过试验验证了风机的性能。结果表明:叶片前缘、中部和尾缘的角度对斜流风机的内流场和气动性能影响较大。叶片进、出口角增加8°~10°,同时降低中部角度与尾缘角度的差距,压力-效率曲线...