合成射流对静态与动态运动的细长体前体涡流动控制研究
发布时间：2021-08-22 06:04
尖拱形头部特征的飞行器大攻角飞行与机动动作时,在头部将产生非常复杂的非对称旋涡流动,进而诱导产生较大的侧向力与偏航力矩,而此时舵面失效,飞机的横航向稳定性变差极有可能失控或进入尾旋造成飞行事故。因此关于飞行器大攻角飞行与机动动作时头部非对称涡气动特性如何;以及如何连续有效控制头部非对称涡（前体涡）,包括前体涡处于双稳态状态以及动态运动状态时的控制;以及能否通过控制前体涡来改出尾旋、提高飞行器机动性等是本文的研究的重点。合成射流技术具备响应快、零质量流率、结构与操作简单,重量轻等优势,在主动流动控制中被广泛的应用。本文设计了双出口合成射流激励器,进行了不同电压、频率及占空比参数时激励器射流特性的研究,以及细长旋成体静态与动态运动时该激励器对前体涡的控制研究;控制前还进行了细长旋成体静态、动态俯仰振荡与自由圆锥运动时气动特性的研究。本文的主要结论如下:1.基于传统合成射流控制技术,本文提出了交替产生非对称合成射流的控制方案。研究表明双出口合成射流激励器交替产生射流并伴随着涡量与动量的交替产生;激励器具有频率选择特性,共振频率时射流时均速度最大;不同占空比激励时能够形成不同非对称程度的流场分...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：165 页
【学位级别】：博士
【图文】：
一米低速风洞示意图
细长旋成体静态与动态振荡背涡系变化规律
图 6.10AH100B 微型航姿传感器实物及轴系定义表 6.1AH100B 微型航姿传感器主要参数测量项 具体内容 参数指标姿态角范围 ±180°横滚、±90°俯仰精度 <±1.5°（动态）、<±0.2°（静态）分辨率 <0.1°加速度范围 ±2G分辨率 <10mg输出输出接口 UART(3.3V LVTTL) and USB(EVM输出频率 100Hz图 6.11 给出了验证机在真实飞行时的攻角、姿态角及姿态角角速度随时间的变化机在人为操作下快速拉起至大攻角，随后飞机失速进入右尾旋状态，飞机整体几乎竖落，攻角始终保持在 55°左右振荡，飞机连续向右旋转其旋转角速率几乎稳定不变，但率振荡变化，此时飞机为振荡的右尾旋状态；通过改变飞机头部的扰动状态使得飞机改出并进入左尾旋状态，其中右尾旋改出历时 1.485s 改出后进入左尾旋历时 1.015s；
【参考文献】：
期刊论文
[1]Side force control on slender body by self-excited oscillation flag[J]. Jian Zhai,Weiwei Zhang,Chuanqiang Gao,Yanhua Zhang,Zhengyin Ye,Huanling Wang. Theoretical & Applied Mechanics Letters. 2016(05)
[2]微吹气前体非对称涡控制[J]. 叶楠,程克明,顾蕴松,王奇特,陈永和. 航空学报. 2016(06)
[3]等离子体控制下前体分离涡的研究[J]. 王健磊,孟宣市,李华星,刘锋,罗时钧. 空气动力学学报. 2015(06)
[4]合成射流大攻角非对称涡控制的试验研究[J]. 李斌斌,姜裕标,顾蕴松,程克明. 航空学报. 2015(03)
[5]涡流发生器对细长体侧向力的控制研究[J]. 翟建,张伟伟,高传强,张艳华,叶正寅. 力学学报. 2014(02)
[6]不同形式等离子体激励对细长体分离涡的控制[J]. 孟宣市,王健磊,蔡晋生,罗时钧,刘锋. 空气动力学学报. 2013(05)
[7]单侧脉冲放电等离子对圆锥前体的流动控制[J]. 田滨,李华星,孟宣市,罗时钧,刘锋. 空气动力学学报. 2012(05)
[8]飞机尾旋运动的影响因素分析[J]. 涂良辉,周瑛,饶祺,鲍俊卿. 教练机. 2012(02)
[9]Φ5m立式风洞旋转天平试验装置研制[J]. 马军,姜裕标,祝明红,梁鉴,熊建军,蒋敏. 实验流体力学. 2012(02)
[10]Flow Control over a Conical Forebody by Duty-Cycle Actuations[J]. 郑博睿,高超,李一滨,刘峰,罗时钧. Plasma Science and Technology. 2012(01)
博士论文
[1]合成射流及在主动流动控制中的应用[D]. 李斌斌.南京航空航天大学 2012
[2]立式风洞飞机尾旋运动参数测量关键技术研究[D]. 李沛.国防科学技术大学 2009
[3]反尾旋伞系统设计与试验研究[D]. 王启.西北工业大学 2007
[4]大攻角前体非对称流动的控制技术[D]. 顾蕴松.南京航空航天大学 2005
硕士论文
[1]立式风洞尾旋测量系统研制[D]. 蒋敏.国防科学技术大学 2006
本文编号：3357156
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：165 页
【学位级别】：博士
【图文】：
一米低速风洞示意图
细长旋成体静态与动态振荡背涡系变化规律
图 6.10AH100B 微型航姿传感器实物及轴系定义表 6.1AH100B 微型航姿传感器主要参数测量项 具体内容 参数指标姿态角范围 ±180°横滚、±90°俯仰精度 <±1.5°（动态）、<±0.2°（静态）分辨率 <0.1°加速度范围 ±2G分辨率 <10mg输出输出接口 UART(3.3V LVTTL) and USB(EVM输出频率 100Hz图 6.11 给出了验证机在真实飞行时的攻角、姿态角及姿态角角速度随时间的变化机在人为操作下快速拉起至大攻角，随后飞机失速进入右尾旋状态，飞机整体几乎竖落，攻角始终保持在 55°左右振荡，飞机连续向右旋转其旋转角速率几乎稳定不变，但率振荡变化，此时飞机为振荡的右尾旋状态；通过改变飞机头部的扰动状态使得飞机改出并进入左尾旋状态，其中右尾旋改出历时 1.485s 改出后进入左尾旋历时 1.015s；
【参考文献】：
期刊论文
[1]Side force control on slender body by self-excited oscillation flag[J]. Jian Zhai,Weiwei Zhang,Chuanqiang Gao,Yanhua Zhang,Zhengyin Ye,Huanling Wang. Theoretical & Applied Mechanics Letters. 2016(05)
[2]微吹气前体非对称涡控制[J]. 叶楠,程克明,顾蕴松,王奇特,陈永和. 航空学报. 2016(06)
[3]等离子体控制下前体分离涡的研究[J]. 王健磊,孟宣市,李华星,刘锋,罗时钧. 空气动力学学报. 2015(06)
[4]合成射流大攻角非对称涡控制的试验研究[J]. 李斌斌,姜裕标,顾蕴松,程克明. 航空学报. 2015(03)
[5]涡流发生器对细长体侧向力的控制研究[J]. 翟建,张伟伟,高传强,张艳华,叶正寅. 力学学报. 2014(02)
[6]不同形式等离子体激励对细长体分离涡的控制[J]. 孟宣市,王健磊,蔡晋生,罗时钧,刘锋. 空气动力学学报. 2013(05)
[7]单侧脉冲放电等离子对圆锥前体的流动控制[J]. 田滨,李华星,孟宣市,罗时钧,刘锋. 空气动力学学报. 2012(05)
[8]飞机尾旋运动的影响因素分析[J]. 涂良辉,周瑛,饶祺,鲍俊卿. 教练机. 2012(02)
[9]Φ5m立式风洞旋转天平试验装置研制[J]. 马军,姜裕标,祝明红,梁鉴,熊建军,蒋敏. 实验流体力学. 2012(02)
[10]Flow Control over a Conical Forebody by Duty-Cycle Actuations[J]. 郑博睿,高超,李一滨,刘峰,罗时钧. Plasma Science and Technology. 2012(01)
博士论文
[1]合成射流及在主动流动控制中的应用[D]. 李斌斌.南京航空航天大学 2012
[2]立式风洞飞机尾旋运动参数测量关键技术研究[D]. 李沛.国防科学技术大学 2009
[3]反尾旋伞系统设计与试验研究[D]. 王启.西北工业大学 2007
[4]大攻角前体非对称流动的控制技术[D]. 顾蕴松.南京航空航天大学 2005
硕士论文
[1]立式风洞尾旋测量系统研制[D]. 蒋敏.国防科学技术大学 2006
本文编号：3357156
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