一、时间推进通流气动设计方法的探索和分析（论文文献综述）
谢永慧,刘天源,张荻[1]（2021）在《新能源形势下的“智慧汽轮机”及其研究进展》文中指出将信息技术的最新成果应用于汽轮机设计、制造和运维等各环节有助于满足新的能源形势下对汽轮机高效、灵活发电的需求。论文提出"智慧汽轮机"的概念,说明其架构、特点以及全寿命周期解决方案,介绍以机器学习和深度学习为代表的人工智能算法在"智慧汽轮机"通流设计、控制策略、故障预测、知识迁移等方面的应用,总结"智慧汽轮机"发展亟待解决的6个关键问题,为发展"智慧汽轮机"提供了思路和具体的示例。
乔渭阳,王良锋,段文华,赵磊[2]（2021）在《航空发动机气动声学设计的理论、模型和方法》文中认为根据对飞机噪声控制技术历史发展演化过程的总结分析,研究了民用航空发动机气动与声学一体化设计的目标、方法、流程、理论模型和发展趋势等。基于对航空发动机气动设计过程的分析,给出了航空发动机气动与声学一体化设计的流程和方法。分别从"发动机总体热力循环设计""发动机部件通流设计""发动机部件三维详细设计"等三个流程,介绍了航空发动机声学设计理论和技术国内外的发展情况,详细论述了发动机气动声学设计的理论、模型和方法,分析了目前航空发动机声学设计理论的主要问题及未来的研究重点,并以具体发动机设计实例分析了不同设计阶段航空发动机的气动与声学一体化设计方法思想。
孙俊磊[3]（2018）在《菱形翼布局飞机总体气动外形的研究与应用》文中指出优异的气动和结构特性使菱形翼布局成为未来长航时无人机最有希望的候选布局形式之一。针对此布局前后翼流场强耦合情况下气动特性变化机理不明确;此特殊布局缺乏有效的优化设计方法和低雷诺数和螺旋桨滑流对此布局气动特性影响方面存在的问题,本文以高空长航时菱形翼布局无人机和低速长航时菱形翼布局无人机为研究对象,开展了菱形翼布局气动特性研究;针对传感器飞机的特殊使用要求,开展了基于相控阵雷达天线安装的翼型和三维机翼的优化设计研究。针对低雷诺数流动的特点,研究低速长航时菱形翼布局无人机在此状态下所具有的独特气动特性以及螺旋桨安装形式不同时滑流对此类构型无人机气动特性独特的影响。通过这些研究本文取得了如下具有创新性的成果:1、研究了菱形翼布局前后翼之间相互干扰的机理。通过研究表明,菱形翼布局的后翼对前翼有抑制流动分离和阻滞两方面的作用,但从总体上来说影响相对较小。前翼除了对后翼有下洗作用,其尾流对后翼的影响作用与尾流的强度有关。对于高空长航时菱形翼布局无人机,当尾流距离后翼表面较远时,强度较弱的尾流可以为后翼边界层内补充能量,增强其抵抗逆压梯度的能力。受此影响虽然后翼的升力特性变化不明显却能使流动转捩的位置后移,减少摩阻。但当尾流距离后翼表面较近或直接扫略后翼时,含有较大湍动能的尾流会与后翼边界层相互掺混,破坏其流场结构,减少后翼的升力特性并增加摩擦阻力。而对于低速长航时菱形翼布局无人机,由于前翼尾流的强度较弱,即使在前翼尾流直接扫略后翼时,后翼的升力特性也不会出现明显下降,反而由于尾流对后翼由于低雷诺数效应引起的层流分离具有抑制作用导致其升力特性会出现少量增加。2、提出了高空长航时菱形翼布局无人机的设计方法。由于高空长航时菱形翼布局无人机的俯仰力矩特性曲线具有明显非线性特性,分析后发现前翼尾流的直接扫掠导致后翼流场结构改变和后翼流动分离是其出现非线性区域的主要原因。而前后翼分离特性耦合导致全机出现俯仰力矩曲线‘上仰’现象。通过改变翼夹角能解决这一问题,使用正交错布局可以将前翼尾流直接流过后翼表面的迎角为调整为负值;而采用负交错布局,可以将此迎角出现的区域向后延伸以避开飞机的巡航状态的迎角,并与由于后翼分离导致的俯仰力矩‘上扬’现象合并减少其控制难度。但对于正交错式布局,前翼的下反及后掠和后翼的上反及前掠提供的横向静稳定性均会有相互抵消的作用,全机的横向稳定性较差,因此选择负交错布局较为合适。菱形翼布局前后翼的掠角会影响无人机的升力和结构特性,其选择与设计指标中的巡航速度有关。本文在研究的基础上分析了波音公司传感器飞机方案的设计思路并设计了应用构型。3、分析了翼型安装平面相控阵雷达的基本原理和安装方法,提出了一种基于平面相控阵雷达天线安装约束的翼型优化设计思想并进行了优化设计。传感器飞机的飞行高度较高,因此机翼内的相控阵雷达天线应采用一定的安装角进行安装。确定这一安装角以满足高低空覆盖的基础上获得最大探测距离需要一个循环迭代的过程。优化后的前翼翼型为满足雷达天线安装的要求,厚度明显增加,最大厚度位置前移,翼型的前缘曲率半径增大,其前缘负压明显增大,并出现一个负压力平台,翼型上表面较为平坦平滑,消除了翼型上表面的激波,呈现出比较典型的层流翼型的压力分布特点。而优化获得的后翼翼型中后部的厚度明显增大,其最大厚度的位置后移;优化后翼型上表面的中部区域较为平坦,出现一个明显的负压力梯度增大的过程,出现典型的自然层流翼型的压力分布特征。4、通过对高空长航时菱形翼布局气动特性的详细研究发展了一种适合于菱形翼布局的高效率的三维优化方法。其将通过改变控制后翼剖面形状和安装角来消除前翼下洗作用的影响作为设计思想,将满足平面相控阵雷达天线安装和保证全机升力特性作为约束条件,以全机的升阻比最大为目标进行优化设计。优化结果表明后翼各控制剖面的安装角存在一个明显的波浪式的变化趋势,出现这一现象的主要原因是由于前翼对后翼的下洗影响受前翼升力分布和前后翼之间距离两方面的相互作用而导致的。分析优化解的压力分布可以看到其变化主要集中在前缘;通过优化,后翼大部分区域的压力分布与优化后的后翼翼型的压力分布更加符合,有效的提高了后翼的气动效率。5、研究了在低雷诺数效应影响下低速长航时菱形翼布局无人机所具有的独特气动特性。低速长航时菱形翼布局无人机的前翼内翼段最先失速而前翼外翼段的失速特性要好于内翼段,而后翼由于受到前翼下洗的作用失速特性要明显好于前翼,这使此无人机具有良好的失速特性;在进行横侧运动时,无人机的俯仰力矩特性曲线呈现强烈的非线性特征,出现这一现象的因素相当复杂,但左侧机翼后翼段和右侧机翼前翼内翼段受侧滑效影响而导致的流动特性改变是导致这一现象的主要原因;在大迎角状态下使用襟翼时应注意由于尾流强度的增加而使后翼和升降舵的升力提高进而导致俯仰力矩特性曲线出现非线性特征的问题。6、研究了螺旋桨滑流对低速长航时菱形翼布局无人机气动特性的影响。研究结果表明由于机身拉进式螺旋桨滑流对前后翼翼根处的影响较为强烈,这两处位置距离焦点位置较远,俯仰力矩特性受前后翼此处升力特性变化的影响较为敏感,全机的纵向静稳定裕度会急剧增大并可能出现周期性振荡,无人机不适合安装机身拉进式螺旋桨;而在前翼中部安装拉进式螺旋桨时,受飞机飞行状态、螺旋桨形状和转速、前翼气动特性等多种因素的影响后翼附近的涡系发展趋势难以预测。螺旋桨放在前翼的前后翼连接处附近可能更有利于飞机的设计;由于菱形翼布局无人机的前后翼具有较大的掠角,这导致螺旋桨滑流形成的上下洗流距机翼前缘的距离不同,选择螺旋桨的旋转方向时应使上洗流更靠近机翼前缘才能更好的利用滑流的增升效果。
文安健[4]（2018）在《压气机转子叶片激振力与振动响应研究》文中研究指明压气机转子叶片在发动机上工作时后会受到非定常激振力的作用而导致受迫振动。本文以压气机第一级转子叶片为研究对象,首先验证了非定常与定常数值模拟方法,接着计算不同工况下的激振力以及激振力造成的振动响应,利用谐响应方法分析不同工况及不同叶尖间隙结果。最后,计算分析了流固耦合方法与解耦方法。研究结果表明,两种非定常计算方法都有着较高的准确性,但约化法耗时小,适合工程计算;全周法耗时多,适合观察流场细节。通过全周法流场分析,发现叶尖间隙产生的泄漏流、前排叶片的尾迹以及转子转动带动的周向流动分别为产生气流激振力的三种不同激振源。对于不同工况的非定常激振力,振动响应结果显示,近喘点的振幅明显大于其他情况,且振动幅值最大的位置主要集中于叶顶前缘。对于不同阶的激振力,主要激振力集中于前三阶,且非定常激振力表面积分约为定常结果的10%。最后通过比较流固耦合方法与解耦方法的计算结果,发现解耦方法相对与耦合方法误差较小,经验证可用于工程应用。
李正洲[5]（2018）在《考虑操稳特性的有翼再入飞行器总体多学科设计优化》文中提出有翼再入飞行器是现阶段天地往返飞行器研究发展的重点,当前世界主要航天大国普遍都开展对有翼再入飞行器设计技术的研究,但该课题的研究仍然存在技术难度高、涉及学科多、学科耦合性强、研制周期长等问题。为了能有效地缩短有翼再入飞行器总体设计周期,提高设计方案的质量,本文通过总体多学科设计优化手段,研究有翼再入飞行器总体快速设计、分析和优化技术。研究工作主要包括如下几个方面:（1）多学科专业模块开发:（1）研究和发展了一种自动化程度高、计算速度快、稳健性较强的面向全空域、全速域的气动力快速预测方法,并开发了相应的气动力快速预测程序。该程序能够作为有翼再入飞行器的气动力预测、外形选型设计的工具;（2）建立了高超声速飞行器在连续流、自由分子流以及过渡流的气动热环境快速预测方法,算例验证表明该方法具备与飞行试验数据、风洞试验数据和CFD计算结果的一致性,能够用于大攻角、高速再入飞行器的气动加热预测;（3）基于气动热预测结果,通过集成热防护材料数据库,构建了一种高超声速飞行器整机的热防护系统自动化设计方法,实现对飞行器整机热防护系统的设计和优化;（4）将气动力快速预测方法与飞行器“准定常运动”相结合,发展了一种面向总体设计的高速飞行器动态稳定性导数的快速预测和辨识方法,建立了对有翼再入飞行器的稳定性、操纵性的分析方法和耦合偏离判据;（5）建立了再入轨迹的设计优化方法,该方法能够根据有翼再入飞行器的再入走廊约束,实现运动方程的数值求解与优化理论的有效结合,获得满足精度要求的再入轨迹优化结果。（2）根据有翼再入飞行器的总体设计原则和目标,分析了各专业模块的输入/输出以及模块之间的耦合关系,建立了对有翼再入飞行器这类新型飞行器的多学科设计优化方法,针对有翼再入飞行器技术特点,通过集成包括几何参数化建模、全空域/全速域气动力估算、气动热与热防护、操稳性能评估、再入轨迹优化、重量估算等在内的多学科专业模块,建立了考虑操稳特性的有翼再入飞行器多学科设计优化方法,开发了相应的设计优化集成系统,为有翼再入飞行器提供了有效的总体设计方法和工具。（3）根据发展的总体多学科设计优化方法,应用建立的设计优化集成系统,对类X-37B飞行器进行了考虑操稳约束的再入轨迹、操稳、气动、气动热、热防护等多学科设计优化;针对气动辅助轨道转移飞行器这种特殊的有翼再入飞行器,对同面气动辅助变轨问题进行了研究,分析了节约能量的指标,设计出了满足同面气动辅助变轨最优控制的飞行器。上述两个“考虑操稳约束的有翼再入飞行器多学科设计优化示例”验证了本文多学科设计优化方法的可行性和集成平台的鲁棒性。本文建立的多学科设计优化方法可用于有翼再入飞行器总体设计;相关设计示例揭示了相关设计参数对多学科设计优化目标的敏感性特征,研究结论可为同类飞行器的设计提供参考。
王科雷[6]（2017）在《低雷诺数多桨布局滑流耦合的气动优化设计研究》文中研究表明高空长航时太阳能无人机以及分布式电推进系统技术是当今国内外航空航天领域研究的热点。当高空长航时太阳能无人机进行低速飞行时,其自身将具有典型的低雷诺数气动特征,而由于大气密度低,通常太阳能无人机都采用分布式桨推进的驱动方式,此时大范围的机翼均受到螺旋桨滑流影响而将产生显着的附加气动力,这可能会导致太阳能无人机最优气动特性偏离设计点。针对这一问题,本文基于多螺旋桨/机翼一体化设计理念,开展了低雷诺数全翼式多桨布局无人机耦合螺旋桨滑流影响的气动特性数值模拟方法及气动优化设计研究。按照循序渐进、逐层深化的研究思路,首先,由数值计算效率与精度之间矛盾统一的需求出发,建立了适用于气动优化设计过程不同阶段的高效、高精度数值模拟方法;然后,考虑到螺旋桨/机翼一体化设计经验的缺乏,开展了低雷诺数条件下螺旋桨/机翼构型气动特性及复杂流动特性的深入分析研究;之后,构建了能够依据实际需求协调气动计算效率与精度的优化设计平台,基于对低雷诺数条件下多螺旋桨/机翼相互气动干扰的流动机理及流场规律的理解,开展了不考虑螺旋桨滑流影响及考虑螺旋桨滑流影响的气动外形及布局参数设计方法研究,并通过算例计算及对比分析对在气动设计过程中耦合螺旋桨滑流影响的必要性以及相关气动设计方法的可靠性及有效性进行了分析研究;最后,基于系统分解的思想由部件到整体地构建了低雷诺数全翼式多桨布局无人机耦合滑流影响的分层协同气动优化设计框架,结合具体对象开展了气动设计应用研究,且最终方案能够满足设计要求,而通过对最终方案多桨布局无人机气动特性及流动特性的详细分析验证了所提出的设计思想及设计方法的有效性及可靠性。论文主要研究工作包括以下几个方面:（1）面对多螺旋桨/机翼构型低雷诺数复杂流动的数值计算效率及精度问题,由气动布局设计过程中不同设计阶段的数值计算需求出发,分别从快速求解方法及高精度求解方法两方面对低雷诺数多螺旋桨/机翼构型数学建模及基本求解技术进行发展和研究。其中,快速求解方面主要包括基于涡格法理论的多螺旋桨/机翼构型气动特性准定常求解程序的编写,基于低雷诺数翼型气动特性数据库的低雷诺数粘性修正方法的提出,以及综合二者的准定常快速求解软件平台的开发。高精度求解方面则是结合低雷诺数分离、转捩等流动特征及转子运动特征而进行的耦合转捩模型求解雷诺平均Navier-Stokes方程的多重参考坐标系准定常求解方法研究。通过大量算例的计算分析验证了两种求解方法数值模拟多螺旋桨/机翼构型低雷诺数复杂流动问题的准确性及高效性,以及其应用于低雷诺数多桨布局无人机气动优化设计中的适用性及可靠性。（2）针对螺旋桨/机翼构型低雷诺数复杂流场特性以及参数变化对其气动特性及流场特性造成的影响进行了分析研究,揭示了低雷诺数条件下单/多螺旋桨滑流影响下的机翼绕流机理,进而为后续低雷诺数多桨布局无人机耦合螺旋桨滑流影响的气动优化设计提供指导及依据。（3）真对低雷诺数多桨布局无人机复杂设计问题,结合实际工程需求及约束,开展了优化方法研究,并搭建了能够结合实际需求协调气动计算效率与精度的优化设计平台。此外,基于对螺旋桨滑流影响下机翼近壁面典型流场特性及流动机理的理解,发展了不考虑螺旋桨滑流影响的二维低雷诺数翼型设计方法及机翼平面形状参数设计方法,以及耦合螺旋桨滑流影响的机翼近壁面流场重构设计方法、机翼翼段设计方法、机翼平面形状参数设计方法及机翼扭转角分布设计方法,并通过大量优化算例验证了耦合螺旋桨滑流影响进行气动设计的必要性以及所提出气动设计方法的有效性。（4）针对典型全翼式低雷诺数多桨布局无人机开展了气动设计思想及方法研究,通过对所发展气动设计方法之间内在联系的分析研究构建了工程可实现性强的高效分层协同气动优化设计框架,并结合具体对象进行了气动优化设计应用研究,针对最终方案无人机气动特性及流动特性进行了深入分析研究,相关研究成果已应用于某型太阳能无人机气动设计中。
田宪科[7]（2017）在《高超声速飞行器气动/推进一体化设计与动力学耦合分析》文中指出吸气式高超声速飞行器具有气动/推进/控制强耦合的特点,飞行器总体和飞行动力学与控制系统设计必须基于高超声速气动/推进一体化模型。目前,面向总体设计与飞行动力学特性研究的气动/推进一体化分析方法主要有精度高较费时的数值模拟、精度低快速的工程解析计算和不利于机理分析的代理模型。论文面向总体与飞行动力学特性研究,考虑超燃冲压发动机溢流、隔离段-燃烧室匹配、模态转换和设计空气流量等工作性能约束,建立较为精准的气动/推进工程计算模型,开展高超声速飞行器气动/推进一体化设计和飞行动力学耦合特性研究。以类乘波体吸气式高超声速飞行器为研究对象,首先,从流体动力学基本方程出发厘清各种气动力/推进系统工程计算模型间的关系,基于气动函数推导出面向总体与飞行动力学研究的积分型推进系统模型,与数值模拟计算及风洞试验结果进行了对比分析和验证;其次,从飞行动力学研究需求出发,建立超燃冲压发动机溢流、起动、隔离段-燃烧室匹配和设计空气流量等性能约束模型,分析推进系统总体性能;然后,利用改进选择策略的自适应动态反馈布谷鸟搜索算法开展飞行器气动/推进一体化设计,得到Pareto最优前沿,给出最优决策方案构型;最后,研究飞行动力学耦合特性,分析气动/推进一体化静态耦合力学特性及其对飞行动态特性的影响机理,给出状态变量、控制变量和运动模态间的六种动态耦合测度,为控制系统设计、分析和综合等提供较有价值的参考依据。主要创新性成果如下:1)面向总体设计与飞行动力学研究,提出推进系统准一维流计算积分模型。基于气体动力学函数推导出积分型式气流贴壁区和分离区解析模型,应用于准一维流推进系统流动计算。研究结果表明,构建的气动力/推进系统工程模型计算结果与FLUENT数值模拟及风洞试验一致,能较好捕捉飞行器一体化流场气流参数的主要特征,模拟燃烧室气流分离及燃烧模态转换,通气和点火时飞行器轴向力与风洞试验的误差分别为0.89%和6.77%,具有较高精度;在远离音速时计算结果与传统定常准一维流模型的精度相同,同时克服了传统模型求解微分方程和音速时奇点及其附近参数振荡。2)对超燃冲压发动机溢流,隔离段-燃烧室匹配和设计空气流量等工作性能约束进行了研究。首先,通过分析前体构型的几何关系提出流量系数模型,揭示飞行马赫数低于设计马赫数或攻角大于设计攻角时前体-进气道的溢流变化规律;其次,构建隔离段-燃烧室匹配特性计算模型,研究当量比的变化对燃烧室气流分离和燃烧模态的影响规律;最后,给出面向总体设计的空气流量数学模型,揭示设计空气流量与燃料特性、设计航程和设计巡航速度等的内在关系;弥补了传统工程计算模型的不足,进一步完善气动力/推进系统模型,为气动/推进一体化总体性能研究和飞行动力学特性分析等提供更为合理的工程模型基础。3)提出气动/推进静态耦合测度与飞行动态耦合测度新方法,研究气动/推进耦合作用对飞行动态特性的影响。首先,基于方差理论和代理模型提出一种气动/推进静态耦合测度新方法,通过星点试验设计开展马赫数、攻角和当量比对力系数及力矩系数贡献程度的定量分析,确定了力系数及力矩系数的主要影响因素及其作用形式;然后,基于时域矩阵特征值扰动理论和频域分析方法揭示气动/推进耦合作用对飞行状态变量和运动模态等飞行动态特性的影响机理;最后,通过飞行状态方程的零输入和零状态运动分析及矢量间夹角提出状态变量、控制变量和运动模态间的六种动态耦合测度,定量分析长周期状态变量、短周期状态变量、长周期运动模态、短周期运动模态、舵面及当量比（油门）间的动态耦合。
邱名,郝颜,范召林,江雄,陈逖[8]（2017）在《基于任意多项式中弧线的单级高效率风扇设计》文中研究表明为了在压气机通流设计阶段考虑叶片弯掠效应,开发了基于流线曲率法的通流设计程序,提出一种基于四次多项式的任意中弧线叶片造型方法,并推导了任意回转面上的中弧线表达式。以此方法为基础,采用通流设计与叶片造型相互迭代的方式开展大流量跨声速风扇设计研究。此风扇级的设计点为巡航状态,设计流量为155kg/s、压比为1.54。研究结果表明:在设计状态,此风扇级的总压比为1.545,转子和级效率分别为0.939、0.916;在设计转速下,失速裕度为17%,转子和级最高效率分别为0.945、0.923;在起飞状态,流量接近440kg/s,效率与巡航状态相当,压比高于巡航状态。
杨晓锋[9]（2016）在《通流模型在组合压气机设计与分析中的应用》文中研究说明由于计算流体力学的出现和三维N-S方程计算软件的发展,通流方法逐渐退出一枝独秀的叶轮机械设计舞台,变成现代设计工具链中的一员。但是,通流方法还是现代压气机和涡轮设计过程的基石,还是设计者们的最重要工具。传统通流方法已经无法适应现代航空风扇/压气机的设计和分析要求,基于周向平均Navier-Stokes方程的现代通流方法应运而生。本文以基于周向平均Navier-Stokes方程的通流理论为基础,首先推导了通流模型的控制方程,并介绍了控制方程中未知项的模化方法。随后对通流模型中控制方程的数值解法的选择及应用展开讨论,并以经典的“零压力梯度下平板附面层发展”算例和“跨音速凸包”算例验证数值解法的正确性。最终完成通流计算软件和通流预处理软件的编译。依次选取了“NASA Rotor 67”,“某3.5级轴流压气机”,“Krain离心叶轮”和“某轴流-离心组合压气机”作为算例对通流计算软件和通流预处理软件进行了校核。计算结果表明,本文的通流计算软件具备快速生成风扇/压气机特性线和分析风扇/压气机子午面流场信息的能力,通流预处理软件则能够快速精确生成通流计算软件所需的所有输入条件。
樊艳红[10]（2015）在《风力机翼型的气动优化设计与风洞试验》文中研究指明作为一种清洁的可再生能源,风能引起了世界各国人民的关注和重视。预计未来20年左右,世界风电市场将以每年25%的速度递增。由于风电市场被重视,风力机近期也得到了越来越广泛的发展与应用。风力机叶片是获取风能的核心部件之一,其气动性能决定了风力发电机的风能利用率、载荷特性及噪声水平等,而作为构成叶片外形基本要素的翼型,是决定叶片性能的最主要因素。因此,高性能风力机翼型的设计对于提高叶片的风能捕捉能力、降低叶片的系统载荷及相应的质量有着重要的意义。为此,本文开展了风力机翼型的气动分析方法与优化设计方法以及风洞试验技术研究,主要研究工作如下:1.进行了风力机翼型的全流向绕流和极大迎角翼型风洞试验洞壁干扰影响的数值模拟研究。基于嵌套网格技术,采用非定常、预处理可压缩雷诺平均N-S方程及k-ωSST湍流模型对风力机翼型在迎角±180o范围内的绕流进行了气动特性计算研究,计算结果定性反映了气动性能随迎角变化的物理规律。为了进一步提高风力机翼型全流向绕流气动特性预测的精度,开展了基于WALE亚格子模型的LES方法的风力机翼型全流向绕流的气动特性的计算研究,并与国内外实验结果进行了比较。通过比较表明:LES方法对风力机专用翼型全流向绕流气动特性的预测和实验结果吻合良好;LES方法是准确的、可靠的。利用验证了的LES方法对洞壁干扰影响情况下DU 93-W-210翼型的全流向绕流的气动特性进行了计算研究,得到了洞壁影响的气动力特性干扰量,并展示了流场细节。2.进行了风力机翼型的多目标优化设计研究。采用基于代理模型的Pareto多目标优化设计方法,根据风力机叶片径向不同站位翼型的不同要求,进行了不同厚度风力机翼型的气动优化设计,包括相对厚度分别为18%、21%、25%、30%、35%的风力机翼型,通过控制翼型吸力面转捩点的位置来提高翼型的升阻特性和粗糙度不敏感性、以最大厚度及其位置为约束来保证几何兼容性。通过优化前后翼型的气动性能的对比分析,说明了所设计的翼型能够满足风力机叶片对翼型的设计需求。3.进行了基于Adjoint方法的风力机翼型气动优化设计研究。通过引入Bracket线搜索方法,改进发展了基于Adjoint方法的翼型优化设计方法,提高了优化设计的鲁棒性。算例表明,线搜索方法可以自动获取最优步长,有效解决了传统的步长选取受到限制,优化结果受步长影响的问题。在此基础上,针对风力机翼型的多点多目标气动优化反设计,发展了基于Adjoint方法的多点多目标气动优化设计程序,并进行了相关算例的验证。针对Pareto多目标优化设计得到的18%、21%相对厚度的风力机翼型,应用改进的Adjoint方法的优化设计方法,进行了减阻优化设计研究。4.风力机翼型的常规攻角和全流向风洞试验研究。介绍了NF-3风洞的试验设备及采用的洞壁干扰修正方法。常规攻角时,进行了DU系列风力机翼型的NF-3风洞试验,将试验结果与TU Delft风洞试验结果进行了比较,结果吻合,说明NF-3风洞的测试方法和设备条件能够满足风力机翼型风洞试验的要求;通过自由转捩时DU 93-W-210风力机翼型的七次重复性风洞试验,结果一致,说明NF-3风洞试验测得的数据精度达到了国军标的指标;通过风洞试验,研究了NPU-WA翼型的高雷诺数特性。全流向时,通过不同弦长的NPU-WA-210风力机翼型全流向的风洞试验,洞壁干扰修正后的结果几乎重合,说明采用的极大迎角洞壁干扰修正方法是正确的。
二、时间推进通流气动设计方法的探索和分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、时间推进通流气动设计方法的探索和分析（论文提纲范文）
（1）新能源形势下的“智慧汽轮机”及其研究进展（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 新的能源形势及对汽轮机的要求 |
| 2“智慧汽轮机”架构及特征 |
| 2.1“智慧汽轮机”概念及架构 |
| 2.2“智慧汽轮机”的解决方案 |
| 3“智慧汽轮机”研究进展 |
| 3.1 示例1——智能通流设计 |
| 3.2 示例2——机组控制 |
| 3.3 示例3—汽轮机组的故障预测 |
| 3.4 示例4—机组多领域知识和经验迁移 |
| 4 结论 |
（2）航空发动机气动声学设计的理论、模型和方法（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 航空发动机气动与声学一体化设计的流程和方法 |
| 2.1 航空发动机气动设计流程 |
| 2.2 发动机热力循环设计过程中气动与声学一体化设计 |
| 2.3 发动机通流设计过程中气动与声学一体化设计 |
| 2.4 发动机详细设计过程中气动与声学一体化设计 |
| 3 发动机热力循环设计中声学设计的理论、模型和方法 |
| 3.1 发动机部件远场点声源模型 |
| 3.2 发动机部件噪声半经验模型研究现状及发展趋势 |
| 3.3 发动机热力循环参数对发动机噪声影响计算分析 |
| (1）风扇相对叶尖马赫数对风扇噪声影响的敏感性分析 |
| (2）风扇总温升对风扇噪声影响的敏感性分析 |
| (3）燃烧室总温升对核心噪声影响的敏感性分析 |
| (4）末级涡轮叶尖速度对涡轮噪声影响的敏感性分析 |
| (5）核心喷流速度对喷流噪声影响的敏感性分析 |
| 4 发动机通流设计中声学设计的理论、模型和方法 |
| 4.1 影响发动机噪声辐射的子午流道布局 |
| 4.2 关联子午流道气动设计参数的声学模型发展情况 |
| 4.3 多级低压涡轮通流气动与声学一体化设计实例 |
| (1）级功分配对低压涡轮效率和噪声影响敏感性分析 |
| (2）通道半径对低压涡轮效率和噪声影响敏感性分析 |
| (3）出口马赫数对低压涡轮效率和噪声影响敏感性分析 |
| 5 发动机三维详细设计中声学设计的理论、模型和方法 |
| 5.1风扇/涡轮精细化三维详细声学设计 |
| 5.2 叶轮机三维气动声学模型面临的挑战及研究策略 |
| 5.2.1 流场/声场混合模型 |
| 5.2.2 混合模型的两种不同策略 |
| 5.3 航空叶轮机精细化声学数值模拟技术发展情况 |
| 5.3.1 叶轮机单音噪声数值模拟技术的研究进展 |
| 5.3.2 叶轮机宽频噪声数值模拟技术的研究进展 |
| 5.4 叶尖间隙对风扇转静干涉单音噪声影响计算实例分析 |
| 5.4.1 研究对象与计算设置 |
| (1）研究对象 |
| (2）数值计算方法及边界条件设置 |
| (3）研究对象管道声模态分析 |
| 5.4.2 叶尖间隙变化对风扇单音噪声影响的计算分析 |
| (1）叶尖间隙内网格层数无关性验证 |
| (2）叶尖间隙对风扇气动性能的影响 |
| (3）叶尖间隙对风扇单音噪声的影响 |
| 6 结论 |
（3）菱形翼布局飞机总体气动外形的研究与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 主要研究方向的国内外发展现状 |
| 1.2.1 菱形翼布局飞机气动特性问题研究的发展现状 |
| 1.2.2 菱形翼布局飞机气动设计和优化问题研究的发展现状 |
| 1.2.3 低雷诺数流动和螺旋桨滑流对气动影响研究的发展现状 |
| 1.3 论文主要的研究内容 |
| 1.3.1 菱形翼布局气动布局特性方面的主要研究内容 |
| 1.3.2 菱形翼布局气动设计和优化方面的主要研究内容 |
| 1.3.3 低雷诺数和螺旋桨滑流对气动特性影响方面的主要研究内容 |
| 1.3.4 论文的主要研究工作及安排 |
| 第2章 气动数值模拟方法及可信度验证 |
| 2.1 数值模拟方法的基本求解技术 |
| 2.1.1 流动控制方程 |
| 2.1.2 有限体积法 |
| 2.1.3 空间离散 |
| 2.1.4 时间推进方法 |
| 2.1.5 旋转区域求解计算 |
| 2.1.6 网格生成技术 |
| 2.1.7 边界条件 |
| 2.2 湍流模型 |
| 2.2.1 联合γ-(?)e_(θt)转捩模型的k-ω sst湍流模型 |
| 2.2.2 k-k_L-ω湍流转捩模型 |
| 2.3 数值模拟方法的验证 |
| 2.3.1 二维翼型绕流数值验证 |
| 2.3.2 三维机翼绕流数值验证 |
| 2.3.3 旋转区域的数值验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 高空长航时菱形翼布局无人机气动特性研究 |
| 3.1 高空长航时菱形翼布局无人机初始构型的总体设计 |
| 3.1.1 高空长航时菱形翼布局无人机的基本设计指标 |
| 3.1.2 初始构型的总体布局设计 |
| 3.1.3 初始构型翼型的选择 |
| 3.2 总体参数法和涡格法对菱形翼布局进行估算时存在的问题 |
| 3.2.1 使用总体参数方法进行气动估算时存在的问题 |
| 3.2.2 使用涡格法进行数值模拟时存在的问题 |
| 3.3 高空长航时菱形翼布局无人机的初始构型的气动特性研究 |
| 3.3.1 初始构型的纵向气动特性分析 |
| 3.3.2 初始构型的横航向气动特性分析 |
| 3.4 总体布局参数调整对菱形翼布局无人机气动特性的影响 |
| 3.4.1 改变翼间距对菱形翼布局无人机气动特性影响的分析 |
| 3.4.2 改变翼夹角对菱形翼布局无人机气动特性影响的分析 |
| 3.5 马赫数对菱形翼布局无人机气动特性影响的分析 |
| 3.6 对波音方案设计思路的推测及应用构型的设计 |
| 3.6.1 对波音公司的菱形翼布局传感器飞机方案设计思路的推测 |
| 3.6.2 应用构型的设计 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 基于天线安装的菱形翼无人机翼型优化设计 |
| 4.1 预警雷达天线技术参数发展趋势研究 |
| 4.2 翼型安装平面相控阵雷达天线的基本原理 |
| 4.3 机载预警雷达探测性能估算方程的建立 |
| 4.4 菱形翼布局无人机翼型优化设计 |
| 4.4.1 翼型安装雷达天线的方法 |
| 4.4.2 翼型厚度效应的分析 |
| 4.4.3 翼型的优化设计思想和方法及优化结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 菱形翼布局无人机气动特性三维优化设计 |
| 5.1 使用优化后翼型时菱形翼布局气动特性变化特点分析 |
| 5.2 菱形翼布局无人机的三维优化设计方法的建立 |
| 5.3 菱形翼布局无人机优化模型的建立 |
| 5.3.1 后翼控制剖面的分布方法研究 |
| 5.3.2 前后翼连接结构对飞机气动特性影响的分析 |
| 5.3.3 菱形翼布局无人机优化模型的建立 |
| 5.4 菱形翼布局无人机的优化及结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 低速长航时菱形翼布局无人机的气动特性研究 |
| 6.1 低速长航时菱形翼布局无人机的构型设计 |
| 6.2 低速长航时菱形翼布局无人机纵向气动特性分析 |
| 6.3 低速长航时菱形翼布局无人机横航向气动特性分析 |
| 6.3.1 菱形翼布局无人机横航向气动性能分析 |
| 6.3.2 菱形翼布局无人机横侧运动时俯仰力矩变化原因的分析 |
| 6.4 菱形翼布局无人机操纵面性能计算及襟翼特性分析 |
| 6.4.1 菱形翼布局无人机升降舵和副翼性能分析 |
| 6.4.2 菱形翼布局无人机襟翼特性分析 |
| 6.5 螺旋桨安装位置对菱形翼布局气动特性影响的研究 |
| 6.5.1 机身拉进式螺旋桨对菱形翼布局气动特性影响的分析 |
| 6.5.2 前翼拉进式螺旋桨对菱形翼布局气动特性影响的分析 |
| 6.5.3 后翼拉进式螺旋桨对菱形翼布局气动特性影响的分析 |
| 6.5.4 机身推进式螺旋桨对菱形翼布局气动特性影响的分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 论文工作总结 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文和参加科研情况 |
| 致谢 |
（4）压气机转子叶片激振力与振动响应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究目的与意义 |
| 1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.2.1 叶片非定常激振力计算方法 |
| 1.2.2 叶片振动问题 |
| 1.2.2.1 流体诱导强迫振动中的气动激振力 |
| 1.2.2.2 叶片强迫振动响应分析方法 |
| 1.2.2.3 激振力下叶片谐响应分析方法 |
| 1.3 本文的主要工作 |
| 第二章 CFD数值方法与定常计算结果 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 CFD数值模拟工具 |
| 2.3 计算模型及边界条件 |
| 2.4 网格无关性验证 |
| 2.5 全周法与约化法计算设定 |
| 2.6 设计转速定常结果分析 |
| 2.7 Stage35 数值计算 |
| 2.7.1 Stage35 非定常计算设定 |
| 2.7.1.1 全周法计算设定 |
| 2.7.1.2 约化法计算设定 |
| 2.7.2 Stage35 非定常结果 |
| 2.8 不同叶尖间隙定常结果 |
| 2.9 小结 |
| 第三章 非定常激振力分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 设计点非定常结果分析 |
| 3.2.1 整体特性分析 |
| 3.2.2 流场细节分析 |
| 3.2.3 激振力频谱分析 |
| 3.3 不同工况激振力分析 |
| 3.3.1 激振力面分布分析 |
| 3.3.2 激振力流场细节分析 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 振动响应数值模拟结果分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 有限元工具 |
| 4.3 模态分析 |
| 4.3.1 叶片设置 |
| 4.3.2 结果及后处理 |
| 4.4 谐响应计算 |
| 4.4.1 不同工况谐响应 |
| 4.4.2 不同叶尖间隙谐响应 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 流固耦合 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 数值模拟方法 |
| 5.2.1 流体模型建立 |
| 5.2.2 固体模型建立 |
| 5.2.3 耦合平台设置 |
| 5.3 耦合结果分析 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 |
（5）考虑操稳特性的有翼再入飞行器总体多学科设计优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 注释表 |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 航天器再入与返回技术 |
| 1.1.2 再入航天器分类 |
| 1.1.3 有翼再入飞行器技术的研究意义 |
| 1.1.4 有翼再入飞行器技术特点 |
| 1.1.5 有翼再入飞行器总体多学科设计优化的必要性 |
| 1.2 有翼再入飞行器项目研究概况 |
| 1.2.1 美国主要有翼再入飞行器项目 |
| 1.2.2 欧洲主要有翼再入飞行器项目 |
| 1.2.3 俄罗斯主要有翼再入飞行器项目 |
| 1.2.4 日本主要有翼再入飞行器项目 |
| 1.2.5 印度主要有翼再入飞行器项目 |
| 1.2.6 我国主要有翼再入飞行器项目 |
| 1.3 有翼再入飞行器学科分析方法研究概况 |
| 1.3.1 气动力快速预测方法研究现状 |
| 1.3.2 气动热环境预测方法研究现状 |
| 1.3.3 热防护系统设计优化研究现状 |
| 1.3.4 再入轨迹设计优化方法研究现状 |
| 1.3.5 其它学科分析方法研究现状 |
| 1.4 有翼再入飞行器总体设计技术概况 |
| 1.4.1 总体设计技术国外研究概况 |
| 1.4.2 总体设计技术国内研究概况 |
| 1.5 操稳特性对有翼再入飞行器设计的重要性 |
| 1.5.1 操稳特性概述 |
| 1.5.2 有翼再入飞行器操稳特性问题的特殊性 |
| 1.5.3 有翼再入飞行器操稳特性评估方法与研究现状 |
| 1.6 本文主要工作 |
| 1.6.1 研究目标 |
| 1.6.2 主要研究内容与章节安排 |
| 第二章 有翼再入飞行器总体多学科设计优化方法 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 有翼再入飞行器总体设计流程 |
| 2.2.1 总体设计的基本原则 |
| 2.2.2 有翼再入飞行器总体设计阶段研究目标 |
| 2.2.3 有翼再入飞行器总体设计流程 |
| 2.3 专业模块界定与模块间耦合关系分析 |
| 2.3.1 有翼再入飞行器的专业模块划分 |
| 2.3.2 各专业模块之间的耦合关系 |
| 2.4 多学科设计优化方法 |
| 2.4.1 多学科设计优化研究内容 |
| 2.4.2 本文有翼再入飞行器多学科设计优化方法 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 全空域、全速域气动力预测方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 连续流超、高超声速气动力快速预测方法 |
| 3.2.1 面元网格划分与几何信息分析 |
| 3.2.2 飞行器气动力特性的计算 |
| 3.2.3 算例验证 |
| 3.3 稀薄气体气动力快速预测方法 |
| 3.3.1 气体分子碰撞理论 |
| 3.3.2 自由分子流区域气动力预测 |
| 3.3.3 过渡流当地桥化方法 |
| 3.3.4 算例验证 |
| 3.4 连续流亚、跨声速气动力快速预测方法 |
| 3.4.1 连续流亚、跨声速气动力预测流程 |
| 3.4.2 数值计算方法 |
| 3.4.3 流场自适应与粘性阻力的计算 |
| 3.4.4 算例验证 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 气动加热问题与热防护设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 连续流气动热预测方法 |
| 4.2.1 地球大气模型 |
| 4.2.2 高温气体的热力学特性和输运属性 |
| 4.2.3 边界层外缘参数的计算 |
| 4.2.4 平板参考焓法预测气动热环境 |
| 4.2.5 轴对称比拟法预测气动热环境 |
| 4.2.6 连续流气动热预测方法算例验证 |
| 4.3 稀薄气体气动热预测方法 |
| 4.3.1 自由分子流气动加热 |
| 4.3.2 过渡流气动加热 |
| 4.4 壁面辐射热平衡温度预测 |
| 4.5 热防护系统基本理论 |
| 4.5.1 热防护系统设计要求 |
| 4.5.2 热防护系统结构选择 |
| 4.5.3 热防护材料技术特点 |
| 4.5.4 热防护系统设计流程 |
| 4.6 热防护系统设计与优化 |
| 4.6.1 一维热传导方程及主要解法 |
| 4.6.2 热防护系统厚度优化 |
| 4.7 气动热/热防护耦合设计示例 |
| 4.8 小结 |
| 第五章 气动导数快速预测与操稳特性评估 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 气动导数的计算与辨识 |
| 5.2.1 基本外形静导数的计算方法 |
| 5.2.2 动导数的快速预测与辨识 |
| 5.2.3 操纵导数的计算方法 |
| 5.2.4 气动导数计算的算例验证 |
| 5.3 稳定性能分析 |
| 5.3.1 基本外形静稳定性 |
| 5.3.2 静稳定裕度分析 |
| 5.3.3 耦合偏离预测判据 |
| 5.3.4 动稳定性 |
| 5.4 操纵性能分析 |
| 5.4.1 配平能力分析 |
| 5.4.2 升降舵静操纵性指标 |
| 5.5 稳定性与操纵性的关系 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 再入轨迹设计优化 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 圆形大地情况下的飞行器运动方程 |
| 6.2.1 坐标系和运动变量的定义 |
| 6.2.2 飞行器质心运动方程 |
| 6.3 再入轨迹优化问题 |
| 6.3.1 三自由度再入运动学方程 |
| 6.3.2 运动方程的数值解法 |
| 6.3.3 气动热再入轨迹的约束模型 |
| 6.3.4 再入轨迹的目标函数 |
| 6.4 再入轨迹优化策略及参数优化方法 |
| 6.4.1 轨迹数值优化方法 |
| 6.4.2 参数优化算法介绍 |
| 6.5 再入轨迹设计优化算例验证 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 有翼再入飞行器总体多学科设计优化平台实现与应用 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 有翼再入飞行器总体多学科设计优化平台 |
| 7.2.1 集成平台方案 |
| 7.2.2 几何外形参数化建模 |
| 7.2.3 重量估算模块 |
| 7.3 考虑操稳约束的有翼再入飞行器设计示例一:类X-37B飞行器 |
| 7.3.1 类X37B飞行器多学科设计优化问题研究背景 |
| 7.3.2 类X-37B飞行器设计优化流程 |
| 7.3.3 类X-37B飞行器方案初步分析 |
| 7.3.4 类X-37B飞行器设计优化中的操稳性能约束分析 |
| 7.3.5 优化问题定义与代理模型精度检验 |
| 7.3.6 多学科设计优化历程及结果分析 |
| 7.3.7 优化构型性能分析 |
| 7.4 考虑操稳约束的有翼再入飞行器设计示例二:气动辅助变轨问题 |
| 7.4.1 气动辅助变轨研究背景 |
| 7.4.2 气动辅助变轨任务设定 |
| 7.4.3 AOTV设计参数分析 |
| 7.4.4 AOTV气动外形设计优化 |
| 7.4.5 变轨飞行器再入大气段入口、出口条件 |
| 7.4.6 变轨节约能量指标 |
| 7.4.7 气动辅助变轨最优控制结果 |
| 7.5 本章小结 |
| 第八章 总结 |
| 8.1 全文工作总结 |
| 8.2 主要创新点 |
| 8.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间研究成果及获奖情况 |
（6）低雷诺数多桨布局滑流耦合的气动优化设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景 |
| 1.1.1 高空长航时太阳能无人机 |
| 1.1.2 分布式电推进系统概念 |
| 1.2 国内外研究现状及存在的问题 |
| 1.2.1 低雷诺数流动数值模拟方法发展现状及问题 |
| 1.2.2 螺旋桨滑流影响研究现状及问题 |
| 1.2.3 高空长航时太阳能无人机气动设计研究现状及问题 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 螺旋桨/机翼相互气动干扰数值模拟方法研究 |
| 2.1 VLM快速求解方法 |
| 2.1.1 涡格法基本理论 |
| 2.1.2 螺旋桨/机翼相互气动干扰问题的数学表述 |
| 2.1.3 基本求解技术 |
| 2.2 CFD求解方法 |
| 2.2.1 控制方程及离散方法 |
| 2.2.2 湍流转捩模型 |
| 2.2.3 基于混合网格技术的多重参考坐标系方法 |
| 2.2.4 边界条件 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 多桨布局低雷诺数流动计算方法适用性研究 |
| 3.1 CFD求解方法验证 |
| 3.1.1 翼型绕流数值模拟 |
| 3.1.2 FX63-137低雷诺数机翼数值模拟 |
| 3.1.3 Caradonna-Tung旋翼数值模拟 |
| 3.2 VLM快速求解方法研究 |
| 3.2.1 双叶螺旋桨拉力数值模拟 |
| 3.2.2 低雷诺数粘性影响修正方法研究 |
| 3.2.3 VLM快速求解改进方法验证及分析 |
| 3.3 VLM-LRC2快速求解方法可靠性及高效性研究 |
| 3.3.1 VLM-LRC2快速求解方法可靠性研究 |
| 3.3.2 VLM-LRC2快速求解方法高效性研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 螺旋桨/机翼构型低雷诺数复杂流动特性研究 |
| 4.1 单螺旋桨/机翼低雷诺数复杂流动基本特性 |
| 4.2 螺旋桨转速对机翼表面流动特性的影响分析 |
| 4.3 螺旋桨数目及尺度对机翼表面流动特性的影响分析 |
| 4.3.1 双螺旋桨/机翼构型(Dpro)基本流动特性分析 |
| 4.3.2 四螺旋桨/机翼构型(Fpro)基本流动特性分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 优化设计方法研究及优化平台构建 |
| 5.1 设计问题的表达 |
| 5.1.1 参数化方法 |
| 5.1.2 网格自动生成技术 |
| 5.2 优化算法的选择与适用性研究 |
| 5.2.1 遗传算法的流程及实现技术 |
| 5.2.2 非支配排序遗传算法 |
| 5.3 基本优化过程中相关方法 |
| 5.3.1 试验设计方法 |
| 5.3.2 相关性分析方法 |
| 5.3.3 代理模型技术 |
| 5.4 优化设计平台的构建 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 低雷诺数多桨布局无人机气动设计方法研究 |
| 6.1 全翼式多桨布局无人机气动特性及流动特性分析 |
| 6.1.1 基本气动特性分析 |
| 6.1.2 近壁面流动特性分析 |
| 6.2 MCP全翼式多桨无人机气动设计方法研究 |
| 6.2.1 不考虑滑流影响的低雷诺数翼型气动设计及分析 |
| 6.2.2 耦合滑流影响的多螺旋桨/机翼构型气动设计及分析 |
| 6.3 MCP全翼式多桨无人机布局参数设计方法研究 |
| 6.3.1 机翼平面形状参数设计研究 |
| 6.3.2 耦合滑流影响的机翼扭转角分布设计研究 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 耦合滑流影响的气动设计应用研究 |
| 7.1 MCP多桨无人机气动优化设计框架的建立 |
| 7.2 MCP多桨无人机气动优化设计结果及分析 |
| 7.2.1 MCP多桨无人机设计前后气动特性及近壁面流场特性分析 |
| 7.2.2 低雷诺数翼型设计前后气动特性及绕流流场特性分析 |
| 7.2.3 滑流影响下机翼翼段设计前后气动特性分析 |
| 7.2.4 端板部件设计前后气动特性分析 |
| 7.3 本章小结 |
| 第8章 总结与展望 |
| 8.1 论文工作总结 |
| 8.2 主要创新点 |
| 8.3 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文和参加科研情况 |
| 致谢 |
（7）高超声速飞行器气动/推进一体化设计与动力学耦合分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 吸气式高超声速飞行器 |
| 1.1.1 吸气式高超声速飞行器概念 |
| 1.1.2 吸气式高超声速飞行器特点 |
| 1.1.3 吸气式高超声速飞行器意义 |
| 1.1.4 吸气式高超声速飞行器发展概况 |
| 1.2 关键技术 |
| 1.3 气动/推进一体化设计及飞行动力学研究综述 |
| 1.3.1 气动/推进一体化建模 |
| 1.3.2 气动/推进一体化设计 |
| 1.3.3 飞行动力学研究 |
| 1.4 论文研究拟解决的问题 |
| 1.5 论文研究内容及组织结构 |
| 第2章 面向总体与飞行动力学的气动力/推进系统建模 |
| 2.1 几何构型描述 |
| 2.2 流体动力学基本方程 |
| 2.3 气动力建模及其改进 |
| 2.3.1 经典气动力工程计算方法 |
| 2.3.2 改进的无黏气动力工程计算方法 |
| 2.3.3 改进的黏性气动力工程计算方法 |
| 2.4 推进系统建模及其改进 |
| 2.4.1 经典推进系统工程计算方法 |
| 2.4.2 积分型推进系统工程计算方法 |
| 2.5 算例验证及仿真结果分析 |
| 2.5.1 气动力工程模型对比分析 |
| 2.5.2 推进系统工程模型对比分析 |
| 2.5.3 气动力/推进系统工程计算模型与FLUENT数值模拟对比分析 |
| 2.5.4 风洞试验验证及分析 |
| 2.6 小结 |
| 第3章 面向总体与飞行动力学的推进系统性能研究 |
| 3.1 前体-进气道溢流和起动特性 |
| 3.1.1 前体-进气道溢流特性 |
| 3.1.2 前体-进气道起动特性 |
| 3.1.3 算例验证及仿真结果分析 |
| 3.2 隔离段-燃烧室匹配特性 |
| 3.2.1 隔离段-燃烧室匹配特性分析 |
| 3.2.2 隔离段-燃烧室匹配特性计算模型 |
| 3.2.3 算例验证及仿真结果分析 |
| 3.3 超燃冲压发动机设计空气流量 |
| 3.3.1 超燃冲压发动机设计空气流量模型 |
| 3.3.2 算例验证及仿真结果分析 |
| 3.4 超燃冲压发动机总体性能分析 |
| 3.4.1 超燃冲压发动机总体性能计算模型 |
| 3.4.2 算例及仿真结果分析 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 飞行器气动/推进一体化设计 |
| 4.1 布谷鸟优化算法 |
| 4.1.1 单目标布谷鸟优化 |
| 4.1.2 多目标布谷鸟优化 |
| 4.2 改进选择策略的自适应动态反馈布谷鸟优化算法 |
| 4.2.1 控制参数的改进 |
| 4.2.2 选择策略的改进 |
| 4.2.3 算例及结果分析 |
| 4.3 气动/推进一体化构型 |
| 4.3.1 前体-进气道构型选择 |
| 4.3.2 后体-尾喷管构型选择 |
| 4.4 气动/推进一体化设计 |
| 4.4.1 单目标优化设计 |
| 4.4.2 多目标优化设计 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 飞行动力学耦合特性分析 |
| 5.1 气动/推进耦合力学特性 |
| 5.1.1 耦合力学机理 |
| 5.1.2 算例及结果分析 |
| 5.2 气动/推进静态耦合特性 |
| 5.2.1 基于线性模型的重要性测度 |
| 5.2.2 基于二阶多项式响应面模型的重要性测度 |
| 5.2.3 模型验证与对比分析 |
| 5.2.4 气动/推进静态耦合测度 |
| 5.3 飞行动态耦合特性 |
| 5.3.1 气动/推进耦合对飞行动态特性的影响 |
| 5.3.2 飞行动态耦合测度 |
| 5.4 小结 |
| 结束语 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文和参加科研情况 |
（8）基于任意多项式中弧线的单级高效率风扇设计（论文提纲范文）
| 1 数值方法及算例验证 |
| 1.1 数值方法 |
| 1.2 Rotor37的计算及实验结果对比 |
| 2 设计方法 |
| 2.1 通流设计 |
| 2.2 叶型设计方法 |
| 3 结果与分析 |
| 3.1 设计参数 |
| 3.2 设计点性能 |
| 3.3 非设计点性能 |
| 4 结论 |
（9）通流模型在组合压气机设计与分析中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 注释表 |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 通流模型 |
| 1.2.1 传统通流模型 |
| 1.2.2 基于周向平均Euler方程的通流模型 |
| 1.2.3 基于周向平均N-S方程的通流模型 |
| 1.3 本文主要工作 |
| 第二章 控制方程 |
| 2.1 控制方程组 |
| 2.2 通流计算中的模型 |
| 2.2.1 Baldwin-Lomax模型 |
| 2.2.1.1 内层 |
| 2.2.1.2 外层 |
| 2.2.1.3 尾迹 |
| 2.2.2 无粘叶片力模型 |
| 2.2.2.1 堵塞项 |
| 2.2.2.2 流体偏转项 |
| 2.2.3 粘性叶片力模型 |
| 2.2.4 非设计状态下落后角和损失的关联 |
| 2.2.4.1 参考攻角 |
| 2.2.4.2 非设计状态的落后角和损失 |
| 2.3 最终控制方程 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 控制方程的数值解法 |
| 3.1 有限体积法 |
| 3.2 通量的空间离散 |
| 3.2.1 无粘通量的空间离散 |
| 3.2.2 粘性通量的空间离散 |
| 3.3 控制方程的时间推进 |
| 3.4 定解条件 |
| 3.4.1 初始条件 |
| 3.4.2 边界条件 |
| 3.4.2.1 进口边界条件 |
| 3.4.2.2 出口边界条件 |
| 3.4.2.3 壁面边界条件 |
| 3.5 通流预处理软件 |
| 3.5.1 网格 |
| 3.5.2 中弧线 |
| 3.5.3 堵塞系数 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于周向平均N-S方程通流模型的验证 |
| 4.1 零压力梯度下平板附面层发展 |
| 4.2 跨音速凸包 |
| 4.3 NASA Rotor 67 |
| 4.4 某 3.5 级轴流压气机 |
| 4.5 Krain离心叶轮 |
| 4.6 某组合压气机 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 本文主要工作总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
| 附录A 方程推导 |
| A.1 柱坐标系下的N-S方程组 |
| A.2 N-S方程组的雷诺平均 |
| A.3 N-S方程组的无量纲化 |
| A.4 N-S方程组的周向平均 |
| A.5 一般曲线坐标系下的N-S方程组 |
（10）风力机翼型的气动优化设计与风洞试验（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外风力机翼型研究现状 |
| 1.2.1 国内外风力机主要翼型系列 |
| 1.2.2 风力机翼型绕流的数值模拟研究 |
| 1.2.3 风力机翼型的设计方法研究 |
| 1.2.4 风力机翼型的风洞试验研究 |
| 1.3 本文的研究目的及意义 |
| 1.4 本文的主要工作及论文组织 |
| 第二章 流动控制方程及数值求解方法 |
| 2.1 雷诺平均Navier-Stokes控制方程及其解法 |
| 2.1.1 数值离散格式 |
| 2.1.2 边界条件 |
| 2.1.3 结合 - Reqtg 转捩判断方法的k-ω SST模型 |
| 2.2 LES控制方程及其解法 |
| 2.2.1 数值离散格式 |
| 2.2.2 边界条件 |
| 2.3 MPI（message passing interface）并行技术 |
| 2.4 嵌套网格方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 风力机翼型绕流的数值模拟 |
| 3.1 基于RANS方法的风力机翼型绕流的气动分析 |
| 3.1.1 基于RANS方法的风力机翼型常规迎角绕流的气动分析 |
| 3.1.2 基于RANS方法的风力机翼型全流向绕流的气动分析 |
| 3.2 基于LES方法的全流向翼型绕流气动分析 |
| 3.2.1 并行性测试 |
| 3.2.2 计算网格的比较 |
| 3.2.3 风力机翼型全流向绕流的LES方法计算研究 |
| 3.2.4 基于LES方法的风力机翼型全流向绕流的洞壁干扰影响研究 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 风力机翼型的多目标优化设计 |
| 4.1 风力机翼型的设计要求 |
| 4.2 多目标优化设计方法 |
| 4.2.1 优化问题的数学模型 |
| 4.2.2 代理模型及加点准则 |
| 4.2.3 多目标的处理方法 |
| 4.3 CST参数化方法 |
| 4.4 不同相对厚度风力机翼型的优化设计 |
| 4.4.1 薄风力机翼型的优化设计 |
| 4.4.2 中等厚度风力机翼型的优化设计 |
| 4.4.3 较厚风力机翼型的优化设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于Adjoint方法的翼型优化设计 |
| 5.1 基于Adjoint方法的气动优化设计原理 |
| 5.2 Adjoint方程的推导及梯度求解 |
| 5.2.1 无粘通量项对Adjoint方程的贡献 |
| 5.2.2 粘性通量项对Adjoint方程的贡献 |
| 5.2.3 粘性Adjoint方程的边界条件 |
| 5.2.4 适合CFD求解的Adjoint方程 |
| 5.2.5 梯度求解 |
| 5.3 基于Adjoint方法的气动优化设计流程 |
| 5.3.1 单、多设计点优化设计的流程 |
| 5.3.2 BFGS拟牛顿优化算法 |
| 5.3.3 线搜索方法 |
| 5.4 Hicks-Henne参数化方法与网格扰动 |
| 5.4.1 Hicks-Henne参数化方法 |
| 5.4.2 网格扰动 |
| 5.5 算例分析 |
| 5.5.1 单设计点优化 |
| 5.5.2 多点多目标压力分布反设计 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 风力机翼型的风洞试验技术 |
| 6.1 试验设备 |
| 6.1.1 试验风洞 |
| 6.1.2 模型姿态角控制系统与稳速压系统 |
| 6.1.3 数据采集系统 |
| 6.1.4 试验模型 |
| 6.2 试验方法 |
| 6.3 洞壁干扰修正 |
| 6.3.1 常规洞壁干扰修正 |
| 6.3.2 基于壁压信息法的洞壁干扰修正方法 |
| 6.4 试验结果 |
| 6.4.1 风力机翼型的常规迎角的风洞试验结果 |
| 6.4.2 风力机翼型的高雷诺数性能分析 |
| 6.4.3 风力机翼型的极大迎角的风洞试验结果 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 工作总结 |
| 7.2 本文的创新性贡献 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文和参加科研情况 |
| 致谢 |
四、时间推进通流气动设计方法的探索和分析（论文参考文献）
- [1]新能源形势下的“智慧汽轮机”及其研究进展[J]. 谢永慧,刘天源,张荻. 中国电机工程学报, 2021(02)
- [2]航空发动机气动声学设计的理论、模型和方法[J]. 乔渭阳,王良锋,段文华,赵磊. 推进技术, 2021(01)
- [3]菱形翼布局飞机总体气动外形的研究与应用[D]. 孙俊磊. 西北工业大学, 2018(04)
- [4]压气机转子叶片激振力与振动响应研究[D]. 文安健. 上海交通大学, 2018
- [5]考虑操稳特性的有翼再入飞行器总体多学科设计优化[D]. 李正洲. 南京航空航天大学, 2018(01)
- [6]低雷诺数多桨布局滑流耦合的气动优化设计研究[D]. 王科雷. 西北工业大学, 2017(02)
- [7]高超声速飞行器气动/推进一体化设计与动力学耦合分析[D]. 田宪科. 西北工业大学, 2017(01)
- [8]基于任意多项式中弧线的单级高效率风扇设计[J]. 邱名,郝颜,范召林,江雄,陈逖. 航空学报, 2017(05)
- [9]通流模型在组合压气机设计与分析中的应用[D]. 杨晓锋. 南京航空航天大学, 2016(03)
- [10]风力机翼型的气动优化设计与风洞试验[D]. 樊艳红. 西北工业大学, 2015(01)