首页期刊导航|空气动力学学报
期刊信息/Journal information
空气动力学学报
中国空气动力学会
空气动力学学报

中国空气动力学会

邓小刚

双月刊

0258-1825

kqdlxxb@aas.cardc.com

0816-2463287

621000

四川绵阳211信箱

空气动力学学报/Journal Acta Aerodynamica SinicaCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是中国空气动力学会主办的综合性学术刊物，主要刊载空气动力学领域具有创造性的理论、实验和应用论文，也发表流体力学，风工程等方面的好论文。是国家一级刊物，也是重要的核心期刊，被国内外重要数据库收录。
正式出版
收录年代

    CFD在我国城市风热环境中的研究与应用

    安乐李青蔓梁捷赵宇杰...
    1-18页
    查看更多>>摘要：城市风热环境研究对于城市可持续发展、居民健康和气候变化适应性都具有重要意义.随着高性能计算能力的不断提升和数值模拟方法的改进,计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)已经广泛应用于城市风热环境预测.本文概括性地总结了城市风热环境实验研究和CFD研究的进展,包括典型的实验研究方法、CFD数值模型、模型验证等,并重点从建筑形态布局、植被、水体以及冷性材料 4 个方面对CFD应用研究成果进行归纳总结,最后从多季节、多尺度、精细化模拟以及多因素耦合等角度对未来城市风热环境CFD模拟研究进行了展望,并提出了参考建议.

    城市环境CFD建筑形态布局植被水体冷性材料

      原文链接:
    • 国家科技期刊平台
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    壁面约束下椭球颗粒曳力特性研究

    鲁贤民杨渐志顾海林吴灵波...
    19-29页
    查看更多>>摘要：颗粒两相流系统广泛存在于自然界和工程应用中,实际颗粒往往并非球形且受其附近壁面的影响.基于欧拉-拉格朗日方法的颗粒两相流数值模拟已成为非球形颗粒两相流系统设计的重要工具,然而其准确性受限于非球形颗粒曳力模型.因此,深入研究壁面约束下非球形颗粒曳力特性并发展近壁修正预测模型具有重要意义.本文采用直接数值模拟方法对有限雷诺数(0.5≤Re≤10)下,不同颗粒长轴取向与来流之间的夹角以及颗粒-壁面间距的单椭球颗粒曳力特性开展详细数值研究,分析比较不同工况下曳力系数的变化,探明雷诺数、攻角以及壁面间距对椭球颗粒曳力系数的影响规律,并评估现有自由流中椭球颗粒曳力关系式的适用性,最后发展了考虑近壁修正的椭球颗粒曳力预测模型,为优化非球形颗粒两相流数值模拟工具提供重要支撑.

    颗粒两相流椭球颗粒曳力系数壁面效应雷诺数直接数值模拟

      原文链接:
    • 国家科技期刊平台
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    深度学习在边界层流动稳定性分析中的应用

    樊佳坤姚方舟黄江涛徐家宽...
    30-46页
    查看更多>>摘要：基于线性稳定性理论(linear stability theory,LST)的eN方法是边界层转捩预测中比较可靠的方法之一.为了将传统LST特征值问题的求解过程大幅度简化和自动化,使用卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)在边界层相似性解的LST分析样本集上进行训练,针对流向和横流不稳定性,分别在自然层流翼型和无限展长后掠翼上预测扰动的当地增长率、N因子和转捩位置,结果与标准LST一致性良好;验证了CNN可以将边界层剖面速度型导数信息编码为满足伽利略不变性的标量特征,在翼型边界层中起到了表征压力梯度的作用,在后掠翼边界层中起到了表征横流强度的作用;在CNN对LST特征值预测的基础上,以LST控制方程、边界条件和平凡解惩罚项构造总损失函数来训练内嵌物理信息神经网络(physics-informed neural network,PINN),实现了在不依赖样本的情况下对LST特征函数的准确预测,结果表明PINN可以为LST的特征函数问题提供有效的建模方法.

    线性稳定性理论eN方法卷积神经网络内嵌物理信息神经网络流向不稳定性横流不稳定性

      原文链接:
    • 国家科技期刊平台
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    基于飞机探测的陕西及周边地区结冰云层微物理特征分析

    闫文辉王泽林赵钰锦张莹...
    47-54页
    查看更多>>摘要：2021 年,在陕西及周边地区利用国王 350 飞机开展了 21 次自然结冰资源探测试验,通过对CCP机载探测数据的研究,分析了结冰云层的微物理特征,并对运输类飞机适航标准CCAR-25 部附录C包线的符合性进行了评估.结果表明:2021 年自然结冰资源探测试验期间,在结冰云层内部,90%的液态水含量(liquid water content,LWC)小于0.15 g/m3,约一半的结冰遭遇样本LWC低于 0.07 g/m3;中值体积直径(median volume diameter,MVD)约 85%的样本落在 10～25µm范围内,LWC大于 0.2 g/m3 的样本主要出现在MVD为 18～22µm之间;环境温度(outside air temperature,OAT)最常出现在-6～-4℃范围内,占结冰总暴露距离的 47%.同时,在-10～0℃范围内的结冰遭遇样本中,97.3%的样本附录C包线符合性低于 40%,在-20～-10℃范围内的结冰遭遇样本中,91.7%的样本附录C包线符合性低于40%.虽然陕西及周边地区具备一定条件的结冰气象环境,可满足试验机在结冰云层内进行盘旋飞行,以保证获得足够的结冰飞行时间或结冰厚度,但与CCAR-25 部附录C规定的连续最大结冰包线还有差距.如果要覆盖全年的结冰气象条件,则CCAR-25 部附录C温度与海拔高度的包线还需要考虑夏季、秋季的数据做进一步优化.

    自然结冰过冷水CCAR-25部附录C飞机探测云微物理特征

      原文链接:
    • 国家科技期刊平台
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    风力机翼型S809绕流流动特性的POD和DMD对比分析

    李凯迪孙晓晶
    55-68页
    查看更多>>摘要：失速时的流动分离现象对风力机叶片的气动性能有重要影响,S809 作为典型水平轴风力机翼型,在临界失速攻角下气动性能会大幅降低.基于流动特征提取的非定常流场降阶模型(reduced-order model,ROM)是进一步深入了解非定常流动的重要手段.本文通过计算流体力学方法得到轻、深失速攻角下翼型的流动特征,对时变速度场进行本征正交分解(proper orthogonal decomposition,POD)和动态模态分解(dynamic mode decomposition,DMD)分析,得到轻、深失速下翼型的非定常流场信息(能量占比、模态频率等).通过两种方法的对比,结果表明,POD和DMD方法能够准确捕捉流动过程中的非定常结构和升力主频相同的典型模态,但是POD方法由于基于能量特征,在捕捉模态时会忽略与升力主频相近但能量较小的流动结构,而基于频率特征的DMD方法能够准确获得场的演化信息(增长率、频率等).本文研究有利于针对主频结构发展相应的流动控制方法,从而改善翼型流场情况,提高气动性能.

    风力机翼型绕流计算流体力学降阶模型本征正交分解动态模态分解

      原文链接:
    • 国家科技期刊平台
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    基于调和线性化Navier-Stokes方程的局部感受性

    黄加昊赵磊赵瑞
    69-82页
    查看更多>>摘要：高超声速边界层中Mack模态的感受性决定了触发转捩的扰动的初始幅值,因而考虑感受性是构建合理的转捩预测方法的前提.壁面粗糙元与来流声波作用从而激发Mack模态是典型的局部感受性过程,对该过程的描述方法大致包括大雷诺数渐近理论、有限雷诺数理论和直接数值模拟.由于需要做小粗糙元线性假设,所以前两种方法无法有效预测有限高度粗糙元工况,而第三种方法则由于计算量庞大而无法进行参数化研究.本文发展了一套基于调和线性化Navier-Stokes方程的局部感受性高效算法,并针对马赫数 5.92 的高超声速平板边界层系统地研究了小尺度及有限高度粗糙元与声波引起的Mack模态感受性.结果表明,快声波诱导Mack模态的局部感受性显著强于慢声波.对于有限高度粗糙元,快声波的局部感受性在较大声波参数范围内随粗糙元高度增加而超线性增强.

    感受性粗糙元调和线性化Navier-Stokes方程高超声速边界层

      原文链接:
    • 国家科技期刊平台
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    大流量高压燃烧加热器振动加速度测试分析

    刘梦坤唐志共朱超金烜...
    83-91页
    查看更多>>摘要：针对不同采样频率下(10、20、50、100、200 kHz)大流量高压燃烧加热器振动加速度差异较大的问题进行了研究,开展了冷吹试验、敲击试验、点火试验.采用时域分析法中的均方根、偏度、峭度,频域分析法中的功率谱密度,时频域分析法中的小波变换,并结合模态参数识别中的多参考最小二乘复频域法重点分析了 10 kHz和 200 kHz采样频率下的振动数据.获得了传感器的安装谐振频率、安装底座和待测设备组合体的固有频率以及加热器运行的主要频段,与声振频率计算公式的结果偏差小于 5%.研究结果表明,采用 10 kHz的采样频率能够有效表征加热器的振动情况,该方法可为大型复杂燃烧设备振动测试采样频率的选择提供参考.

    振动加速度采样频率燃烧加热器高温风洞测试方法

      原文链接:
    • 国家科技期刊平台
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    考虑强风干扰的固定翼飞行器"神经元"飞行气动建模

    周晓雨黄江涛章胜刘刚...
    92-101页
    查看更多>>摘要：大气环境中的风是影响飞行器实际飞行的主要动态环境干扰因素之一,强风干扰下的复杂空气动力学是固定翼飞行器安全稳定飞行面临的严峻挑战.为提高强风干扰下固定翼飞行器的环境适应能力,发展了一种基于深度元学习的创新固定翼飞行器"神经元"飞行气动建模方法,该方法采用相对于地面坐标系的变量进行描述,根据多元函数的切比雪夫级数理论,将气动力和气动力矩函数分解为不同变量函数的乘积和,通过生成对抗网络技术构建强风干扰下飞行器空气动力模型的共性基函数模型,进而预测飞行器在飞行过程中受到的气动力(矩).研究结果表明,文章建立的固定翼无人机空气动力共性基函数模型准确,可以较好地预测未知风况条件下飞行器的气动力与气动力矩,为实时空气动力学建模的迁移应用奠定良好基础.

    固定翼飞行器气动力建模神经元飞行生成对抗网络共性基函数

      原文链接:
    • 国家科技期刊平台
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    含冗余控制面飞行器配平优化设计与性能分析

    范一鸣李响张后军
    102-110页
    查看更多>>摘要：含冗余控制面的飞行器配平问题是一个超静定问题,从性能需求角度构建 3 个单目标配平构型优化问题,在高度为 5 km、马赫数为 0.85 的定直平飞状态下,采用遗传算法求解.结果表明:若以最大升阻比为目标,采用内升降副翼配平,其余舵面中立;若要使配平所需控制面偏角绝对值和最小、达到降低控制能量的目的,则采用中升降副翼配平,其余舵面中立;若要实现控制面间偏角相差最小、达到减小雷达反射的目的,那么 3 组升降副翼需同时上偏 3.7882°.结合气动数据,分析了上述结果的合理性.将 3 个目标两两组合,采用非支配排序遗传算法求解得到Pareto非劣解,发现 3 个配平目标两两互相冲突,一个目标性能的提高会降低其他目标性能,但降低性能的比例不同.最后综合考虑3 个优化目标,采用理想点最小距离法从Pareto非劣解中选择最优构型,最终得到配平构型迎角 1.7908°、内升降副翼-0.0009588°、中升降副翼-4.1908°、外升降副翼-4.9232°.本文的工作对合理确定含冗余控制面飞行器配平构型与性能综合分析有一定的参考意义.

    冗余控制面超静定配平多目标优化理想点最小距离法

      原文链接:
    • 国家科技期刊平台
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    基于现代试验设计的风洞天平校准方法

    刘春风王瑞庭王雪枫何啸天...
    111-118页
    查看更多>>摘要：风洞天平的校准精度直接决定了风洞试验的气动载荷测量精度,为了提升天平校准的质量和效率,以BCS-100 天平校准系统为研究对象,基于现代试验设计方法(modern design of experiments,MDOE)开展了风洞天平校准研究.针对单因子变量法(one factor at a time,OFAT)天平校准中存在系统误差与响应量耦合的问题,采用MDOE的随机、重复和分块策略控制校准的系统误差,并选定响应面理论的中心复合设计方法生成校准矩阵.校准矩阵共计 86 个样本点,包括 64 个分级因子点、12 个轴向因子点和 10 个中心因子点,其中所有样本点的加载顺序做随机化处理,并作为一个样本块在短时间内集中完成加载,中心因子点则用于满足重复原则.最后开展了OFAT和MDOE的对比校准,拟合载荷的残差正态概率分布显示MDOE校准中横侧向分量的样本点独立性更强,样本点残差最高可降低 84%;检验载荷显示MDOE和OFAT两种方法中天平所有分量的综合加载重复性持平,MDOE校准中横侧向分量的综合加载误差最高可降低 54%.研究表明MDOE能够有效降低校准的系统误差,提升横侧向小量的预测能力.

    风洞天平校准现代试验设计中心复合设计综合加载重复性综合加载误差

      原文链接:
    • 国家科技期刊平台
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据