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矩形叶栅风洞设计及流场品质分析

作　者: 陈鑫
导　师: 钟兢军
学　校: 大连海事大学
专　业: 动力机械及工程
关键词: 低速风洞数值模拟结构设计流场校验
分类号: V211.74
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 127次
引　用: 3次
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内容摘要

风洞是从事飞行器研制和空气动力学研究的最基本的实验设备,迄今为止绝大部分空气动力学实验都是在风洞中完成的。一个国家的航空发展水平,可以由它的风洞建造规模和水平来反映。本论文的主要任务是设计矩形低速风洞,首先对风洞收缩段的四种不同型线公式所建模型进行数值模拟,通过分析风洞收缩段出口截面的总压、速度、俯仰角、偏转角,风洞收缩段中分面上的速度、流线,风洞收缩段出口截面中线的总压、速度,以及每个截面总压恢复系数、速度变化曲线,得出流场最优的收缩段型线公式,在确定收缩段型线公式之后,再通过对不同长度的收缩段模型进行数值模拟,观察长度因素对风洞收缩段流场的影响,从而确定最合理的长度方案。论文的主要设计内容就是风洞洞体的结构设计。设计扩压器的作用是减速增压,影响扩压器的主要因素是扩散角。稳流筒里面装有蜂窝器和碎涡网等整流装置,其目的都是使气流均匀及降低湍流度。收缩段由数值模拟给出最优型线,试验段要求不要影响风洞流场、安装方便,位置要方便调节。在风洞安装完成之后,需要对风洞的流场数据进行测量,分析风洞的流场品质。通过流场校测实验,对风洞流场进行了较为全面的技术评估,所设计的风洞在压力、速度和气流方向等方面都达到了预期的要求。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第1章绪论  9-18
  1.1 论文研究的背景  9-10
  1.2 国内外风洞的发展状况  10-12
  1.3 风洞的分类及各类风洞的基本特点  12-13
  1.4 风洞实验的主要类型及特点  13-15
  1.5 风洞设计的相似准则  15-17
  1.6 本论文研究的主要内容  17-18
第2章风洞收缩段型线设计和流场模拟  18-58
  2.1 收缩段型线设计  18-24
    2.1.1 FORTRAN语言简介  18-19
    2.1.2 收缩段型线公式  19-20
    2.1.3 收缩段型线编程  20-24
  2.2 收缩段建模  24-29
    2.2.1 UG软件的特点  24-25
    2.2.2 UG建模  25-26
    2.2.3 收缩段模型网格划分  26-29
  2.3 数值计算  29-34
    2.3.1 FLUENT软件概述  29-30
    2.3.2 求解技术  30-32
    2.3.3 湍流模型  32-33
    2.3.4 边界条件  33-34
  2.4 不同型线方案计算结果分析  34-45
    2.4.1 收缩段出口流场特性  34-38
    2.4.2 收缩段中分面流场特性  38-41
    2.4.3 收缩段出口对称中心流场特性  41-44
    2.4.4 收缩段沿流向流场特性  44-45
  2.5 不同长度方案计算结果分析  45-57
    2.5.1 收缩段出口流场特性  45-50
    2.5.2 收缩段中分面流场特性  50-53
    2.5.3 收缩段出口对称中心流场特性  53-56
    2.5.4 收缩段沿流向流场特性  56-57
  2.6 本章小结  57-58
第3章风洞总体结构设计  58-69
  3.1 扩压器设计  58-60
  3.2 稳流段及整流装置设计  60-64
  3.3 收缩段设计  64-65
  3.4 延长段设计  65-66
  3.5 实验台设计  66-68
  3.6 本章小结  68-69
第4章风洞试验与流场品质分析  69-82
  4.1 风洞实验装置  69-70
  4.2 风洞实验  70-76
    4.2.1 风洞实验方案与测点布置  70-71
    4.2.2 风洞实验压力测量  71-75
    4.2.3 温度测量  75
    4.2.4 测量数据的信号采集  75-76
  4.3 误差分析  76-77
  4.4 试验数据分析  77-80
  4.5 本章小结  80-82
结论和展望  82-83
参考文献  83-87
致谢  87

矩形叶栅风洞设计及流场品质分析

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