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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。
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    一种单反馈通道振荡射流激励器设计

    孙启翔王万波黄勇王勋年...
    1-13页
    查看更多>>摘要：为了设计一种有利于分离控制的振荡射流激励器,选取单反馈通道的形式,重点研究第二喉道与扩张段参数对射流振荡特性与偏转襟翼分离控制效果的影响,并总结几何参数设计依据,完成激励器设计并对比了其与典型激励器的分离控制效果.结果表明:反馈段参数应使射流在混合段扩张部分的偏角最大;混合段参数应使射流附着于混合段壁面;第二喉道应使射流向流场中均匀传递动量,其过小或过大均会减小射流偏角并导致射流向流场中传递动量不均匀;扩张段扩张角应增大至刚好不阻挡射流偏转,过大会使扩张段内射流发生不对称附着现象;增大出口高度可以增大射流偏移量,但其过大会延长射流在扩张段两侧的停滞时间.不同激励器的分离控制效果对比表明,采用自主设计激励器时的偏转襟翼减阻量是采用典型激励器时的 3.8 倍.

    振荡射流单反馈通道分离控制效果激励器设计偏转襟翼

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    超声速侧向喷流干扰流场的稀薄效应研究

    卢天琪孔小平刘艳陈浩...
    14-26页
    查看更多>>摘要：反作用控制系统(RCS)具有响应快速、控制灵活的特点,在临近空间飞行任务中可实现飞行器的精准姿轨控制,然而连续流区建立的侧向喷流干扰在稀薄流域逐渐弱化甚至失效.为了解决这一问题,针对平板和楔形块两种构型,采用直接模拟蒙特卡罗方法(DSMC)开展了超声速侧向喷流/高超声速来流相互干扰流场的稀薄效应研究.结果表明:平板和楔形块喷流干扰流场均出现经典干扰结构,如多涡、多激波等;特别地,楔形块构型中出现类似马赫杆的特殊弓形激波结构,其由大入射角前缘激波与喷流弓形激波相互干扰而形成.随着流动逐渐变得稀薄,喷口前涡结构逐渐减小至消失,激波增厚且干扰减弱,特殊弓形激波结构逐渐消失.基于壁面压力、切应力和热流系数分别定义了 3 种无量纲干扰强度和干扰区长度,均与克努森数呈近似幂律递减关系.超声速喷流干扰作用对平板与楔形块壁面热流的增长最显著,受到的稀薄效应抑制作用也最强;干扰区长度与气动特性参数无关,与本文的两种几何构型也无关.

    超声速喷流DSMC稀薄效应侧喷干扰气动特性

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    基于XGBoost的多源气动数据融合建模

    林枫海春龙梅立泉
    27-34页
    查看更多>>摘要：飞行试验和计算流体力学(CFD)是气动数据获取的两种常用手段,其中,通过飞行试验获取的气动数据精度高,但成本高昂,而通过CFD获取气动数据成本低,数据量丰富.因此,为了以尽可能低的成本获取精度更高的气动数据,本文利用数据融合方法,提出了一种可以融合大量的由CFD获取的气动数据与少量由飞行试验获取的气动数据的嫁接XGBoost(eXtreme Gradient Boosting)集成模型框架.首先,利用充足的CFD气动数据建模,作为融合框架中的低精度模型;然后,将少量飞行试验参数输入低精度模型得到相应的气动输出;最后,结合飞行试验气动数据的其他特征进行二次建模,实现对真实气动参数的预测.为了证明所提算法的有效性,本文设置了相关的对比实验,结果表明:1)多源气动数据融合建模较单源气动数据建模具有更高的预测精度;2)集成学习模型比传统的机器学习模型具有更强的泛化性能,其中XGBoost模型泛化能力最强,能够实现对气动参数的准确预测.

    多源气动数据XGBoost数据融合集成学习

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    一种数值稳定的低耗散激波捕捉格式

    胡立军李龙
    35-47页
    查看更多>>摘要：HLLC格式应用广泛且可以准确捕捉激波间断,其满足熵条件和保正性,易于推广到其他双曲系统.但是,在计算多维强激波时出现的数值不稳定现象大大限制了它在高马赫数流动问题中的应用.本文基于三维无黏可压缩欧拉方程组构造一种激波数值稳定的HLLC格式(SS-HLLC):将传统的HLLC通量显式地改写成耗散的HLL通量和反扩散项的形式,利用充分光滑的控制函数调节激波附近横向通量中的反扩散项来改善格式的激波数值稳定性,分析证明了反扩散控制技术的有效性.此外,采用简单的THINC重构方法和BVD算法来减少数值耗散项中的密度差,从而构造了一种低耗散的激波数值稳定格式(LD-SS-HLLC),可进一步提高格式对接触间断的分辨率.经过一系列标准算例测试,结果证明了LD-SS-HLLC格式的低耗散性和激波数值稳定性.

    三维欧拉方程组HLLC格式激波数值不稳定性反扩散控制接触间断

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    搭载辅助动力系统的二级火箭底部热环境分析

    孙中一王舒雅尉志源乐贵高...
    48-57页
    查看更多>>摘要：针对某二级运载火箭辅助动力系统发动机空间布局复杂、箭体底部部件数量多、底部热环境恶劣的情况,本文采用数值模拟和风洞试验验证相结合的方式开展高空二级运载火箭在辅助动力系统工作状态下箭体底部热环境研究.基于Navier-Stokes组分输运方程、DOM热辐射模型、RNG k-模型建立高空含复杂底部部件的二级运载火箭燃气ε喷流模型.结果表明:二级运载火箭在辅助动力系统工作时,高热流区域主要集中在燃料箱后短壳和辅助动力系统支座,沉底发动机工作时支座热流峰值最大,比其余部件高 300%～400%.60 N、300 N发动机同向工作时,除支座和后短壳外的底部部件的热流达到峰值,比其余工况增长 300%～600%.随着飞行高度和速度的增加,各部件热流均呈现下降趋势,但下降幅度较小.本文计算结果对二级运载火箭底部热防护设计有重要的工程指导意义.

    辅助动力系统二级运载火箭羽流流场热环境燃气喷流

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    内燃机车车顶高温浮射流扩散规律的数值研究

    伍钒汤柠铭于德壮韩胜...
    58-67页
    查看更多>>摘要：内燃机车在高海拔偏远山区的非电气化铁路中得到了广泛应用,然而其在运行过程中,车顶产生的高温浮射流将紧贴车顶表面流动,导致列车车顶局部过热,从而影响列车的运行安全.基于实车试验验证的数值模拟方法,对高海拔地区运行的 5 辆编组列车(包括 2 节内燃机车)进行仿真研究,并分析了不同运行速度和射流入射角度对高温浮射流扩散特性的影响.研究结果表明:随着运行速度的提高,射流运动轨迹线降低,导致高温气流更贴近列车车顶,特别是当内燃机车以最高运行速度 160 km/h运行时,列车车顶的高温区域达到最大;增大射流入射角度能够有效减轻高温浮射流受到的来流冲击作用,进而提高射流轨迹线并降低车顶表面温度,当高温浮射流的入射角度达到 45°时,列车车顶最高温度下降 51.6%.本研究的发现为降低高海拔铁路上内燃机车车顶设备损坏风险提供了重要的参考.

    内燃机车高温浮射流扩散与混合数值仿真

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    基于波数分析的扰流板风噪声仿真与优化

    杜敏韬宋俊叶斌陈耀钦...
    68-76页
    查看更多>>摘要：近年来,后扰流板风噪声成为汽车研究的热点,然而,其产生机理尚未完全清楚,同时,工程上的降噪也是亟待解决的难点.为了研究汽车后扰流板风噪声的产生机理并降低其对车内噪声的影响,首先,基于格子玻尔兹曼算法进行了可压缩非定常整车外流场仿真,通过统计能量分析法计算车内噪声响应,并利用风洞试验验证了计算结果的准确性.然后,采用可直观显示噪声源位置的波数分析方法,对玻璃面压力进行分解,得到湍流压力载荷和声压载荷,同时结合噪声频谱的分析结果,发现:后扰流板的低频噪声峰值主要由周期性脱落涡带来的声压以及涡旋和玻璃面作用带来的湍流脉动压力共同导致,而高频噪声峰值主要由高速气流引起的辐射声压导致.最后,提出了一个优化后的扰流板设计,使得车内噪声频谱低频段声压级降低了 5.5 dB(A),高频段声压级降低了 14 dB(A).

    可压缩格子玻尔兹曼算法波数分析扰流板风噪声

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    某中型皮卡发动机冷却风扇布局优化

    秦东晨刘司司单王珍李彬...
    77-85页
    查看更多>>摘要：冷却风扇作为汽车发动机冷却模块的关键部件,其空间位置直接影响机舱内的流场结构,决定了通过散热器的空气流量,进而影响发动机的散热性能.为了确定既定冷却风扇在某新车型机舱内的最佳布局,以散热器流量及流量波动为目标,以风扇的空间坐标位置为变量,面向流场结构进行了布局优化.首先,通过试验设计方法生成初始设计样本点并进行几何参数化建模;然后,针对实际工况需求,选择关键车速条件,进行发动机舱内流场的CFD仿真,基于仿真结果建立Kriging代理模型;最后,以散热器进口流量和流速标准差为目标进行多目标优化,通过遗传算法获取Pareto最优解集,基于高维参变量可视化技术进行了结果分析,为机舱内零部件的布局决策提供了有价值的参考.研究结果显示了冷却风扇沿车行进方向的位置改变与散热器流量的显著相关性,为新车型冷却风扇的布置方案提供全局最优性的理论支撑.

    代理模型冷却风扇多目标优化汽车机舱布局计算流体力学

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    汽车侧窗雨水污染的数值仿真分析

    赵鹏高静
    86-102页
    查看更多>>摘要：为了提升雨天行车安全,减少侧窗雨水污染,改善驾驶员视野是汽车设计的关键环节.本文采用液膜模型和拉格朗日模型,并引入VOF模型,模拟了某款SUV侧窗的积水现象,实现了对雨水流动、积聚和刮刷过程的精准描述.通过定义多种水相和空气相的相互作用方式,并调整经验系数,有效提升了仿真的稳定性和精度.此外,本文开发了一种新型雨刷运动模拟方法,克服了传统方法的不稳定性,并显著提高了计算效率.利用该方法对不同造型方案和车速下的侧窗雨水污染进行数值仿真,结果与试验结果一致,验证了方法的可靠性和有效性.

    CFD仿真A柱溢流VOF拉格朗日液膜雨刷运动

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    基于多精度深度神经网络的汽车气动外形优化设计方法

    邬晓敬高然马龙
    103-111页
    查看更多>>摘要：在汽车气动外形优化设计中,往往需要大量的高精度CFD数据作为支撑.然而,高精度CFD数据获取难度大、成本高.为了缓解汽车气动优化设计中气动特性评估精度和效率之间的矛盾,根据迁移学习与数据融合的思想,提出了一种基于多精度深度神经网络(multi-fidelity deep neural network,MFDNN)的汽车外形优化设计方法,以减少优化设计中所需的高精度数据个数,从而有效提升优化速度、降低优化成本.将所发展的优化方法应用于快背式MIRA标准模型减阻优化设计中,优化结果表明,该方法能够充分融合不同精度数据所蕴含的知识,加速气动外形优化进程,提升优化效率.以收敛用时作为评价指标,在取得相近或更优优化结果的前提下,基于多精度神经网络的优化框架的收敛速度是基于单精度神经网络的离线优化框架的 5.85 倍,是基于单精度神经网络的在线优化框架的 2.81 倍.

    多精度深度神经网络模型汽车气动外形优化设计迁移学习数据融合

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