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风浪扰动中机翼的非定常气动力特性

专 业: 流体力学
关键词: 非线性 气动力 机翼 地面效应 地效翼
分类号: U211.4
形 态: 共 127 页 约 83,185 个字 约 3.979 M内容
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内容摘要


该文基于势流理论计算研究了二维和三维机翼在风浪扰动中的线性和全非线性气动力及其运动响应,全面分析了机翼和波浪的特征参数对气动力的影响,得出了很多有意义的结果。

首先针对机翼在风浪中的非定常非线性气动力问题,提出了一个既能够反映风浪场主要特征又适合于数值计算的风浪场模型,该模型完整地考虑了波浪表面对气流场的全非线性影响,使波面对流场的扰动分离出来,消除了机翼和波浪几何尺度上的巨大差异带来的数值计算上的困难。

通过对影响机翼气动力数值精度的多种因素的分析,对已有的数值方法进行了改进,使数值网格与数学模型合理匹配,确保数值计算结果精确可靠,大大提高计算效率,并给出了复杂条件下的非定常非线性数值结果。

深入系统地分析了存在表面效应时机翼运动规律和气动力之间的关系,研究结果表明,机翼升沉运动产生的推力与升沉速度幅值的平方成比例,推力和推进效率和振荡频率成反比;机翼的俯仰运动可以调节推力和推进效率,但是单纯的俯仰运动不会产生推力。

表面效应使机翼推力增大,推进效率提高。

研究了信天翁在波浪上飞行时的气动力和运动,对信天翁在风浪中高效飞行的机理提出了新的见解,详细论证了信天翁利用波动效应和壁面效应在风浪场中实现低能耗飞行的原因。

研究了曲壁面效应,波动效应以及壁面和波动综合效应三种影响模式对二维和三维机翼在风浪中飞行时的气动力性能的影响规律,指出了二维和三维机翼气动力特性的共性和区别……

全文目录


文摘
英文文摘
第1章 绪论
1.1课题的背景及意义
1.2地效翼船的研究现状
1.2.1地效翼气动力计算的历史回顾
1.3本文的工作
1.4本文的创新之处
第2章 理论模型
2.1定解条件
2.2风浪场模型
2.3机翼的扰动势
2.4机翼的非定常气动力分析
2.4.1均匀来流中机翼升沉和俯仰运动时非定常气动力分析
2.4.2风浪扰动时机翼的非定常气动力分析
2.5本章小结
第3章 数值方法
3.1二维机翼气动力计算的数值方法
3.1.1二维机翼定常气动力问题
3.1.2二维机翼非定常气动力问题
3.2三维地效翼的数值方法
3.3本章小结
第4章 二维机翼的气动力分析
4.1二维机翼在均匀流场中升沉和俯仰运动时非定常气动力分析
4.1.1无界流场中机翼的非定常气动力分析
4.1.2地效翼的非定常气动力分析
4.2二维机翼在风浪扰动中飞行时的非定常气动力分析
4.2.1小弦长机翼在风浪扰动中的气动力特性——信天翁
4.2.2大弦长机翼在风浪中的气动力特性——地效翼船的飞行
4.3本章小结
第5章 三维机翼的气动力分析
5.1三维地效翼的定常气动力特性
5.1.1三维地效翼定常气动力初步分析
5.2三维机翼在风浪扰动中的非定常气动力分析
5.2.1小弦长大展弦比翼在风浪中的气动力——信天翁
5.2.2小展弦比机翼在风浪中的气动力——地效翼船
5.3本章小结
结论
参考文献
附录A弦向线性涡面的诱导速度公式的推导

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中图分类: > U211.4 > 交通运输 > 铁路运输 > 铁路线路工程 > 线路理论

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