地面效应

摘要： 基于Coanda效应的无缝襟翼吹气控制能大幅度提升机翼升力,改善大型运输类飞机起降性能,因此研究起降阶段地面效应对吹气控制的影响十分必要。通过数值模拟方法,从流场变化的角度分析了无缝襟翼吹气控制机理,以及有/无襟翼吹气时地面效应对翼型气动性能的影响。襟翼吹气使Coanda表面产生局部低压区,形成指向Coanda表面的压力梯度,进而引起射流上方的主流偏转和加速,使整个翼面近壁区产生顺时针方向的速度增量;翼面压力面的压力增大,吸力面的吸力增强,其中主翼上翼面吸力增强是翼型升力增加的主要来源。无吹气时,地面效应使翼型上/下翼面附近的流速均降低,上/下翼面的压力均有所提高,整体上使翼型升力降低。有地面效应时的襟翼吹气增强了下翼面对来流的阻滞作用,进一步提高了下翼面的压力;襟翼吹气使上翼面气流加速,可抵消地面效应引起的上翼面气流减速,一定程度上减小了地面效应引起的上翼面吸力损失。

摘要： 2022年6月12日,F1阿塞拜疆大奖赛结束了正赛的争夺。两位红牛车手维斯塔潘和佩雷兹分获冠亚军,拉塞尔第3。法拉利车队的勒克莱尔和赛恩斯均因赛车故障退赛,中国车手周冠宇同样因为赛车引擎遗憾退赛,无缘积分。阿塞拜疆大奖赛的巴库街道赛道于2016年加入F1,全长6km左右,覆盖了这座城市最著名的旅游景点。巴库街道赛道分为赛车极速可达340km/h的2.2km超长全油门路段以及在古城区域狭窄多弯的低速街道路段两段特性相异的赛道,对赛车调教提出了截然不同的两种要求,并因今年新规之下,F1赛车需改为通过地面效应来获取主要下压力,各车队更要重新制定巴库街道赛道的策略思路。

摘要： 波浪海面气流环境相对复杂,严重影响了地效飞行器巡航过程中的稳定性与安全性.针对波浪条件下的地效翼型,应用数值方法分析了不同海况波浪形状和不同飞行攻角对翼型气动特性的影响,进一步研究了定常吹气和周期吹气方法对地效下的环量控制翼型气动力影响规律.计算结果表明:波浪海面地效下,翼型升力系数随波浪周期性变化,波浪的波高较高、波长较短,翼型攻角较大时升力系数波动的幅度较大;通过与波浪相对运动相同周期的吹气环量控制方法,可以有效地控制波浪海况下翼型升力系数的波动,增强地效飞行器的稳定性与安全性.

摘要： 基于雷诺平均纳维-斯托克斯(Reynolds-averaged Navier-Stokes,RANS)方程结合Realizablek-ε湍流模型,采用流体动力学方法对30P30N多段翼型的低雷诺数地面效应进行数值研究,仿真验证30P30N多段翼型在不同高度、不同迎角状态下的气动特性。计算结果表明:低雷诺数条件下,迎角为0时,30P30N多段翼型的最大升力由尾部襟翼提供;受地面效应影响,总体上,翼型离地高度越低,升力系数及升阻比越大,失速迎角越大;小迎角状态时,30P30N多段翼型的中部主翼下翼面发生气流分离,产生层流分离泡,且随着离地高度的增加而出现非典型“哑铃”形分离泡结构;增大迎角后,下翼面气流分离现象消失而上翼面开始出现气流分离。

摘要： 为分析与评估地面效应对反推状态下大涵道比涡扇发动机进口流场影响,对某型大涵道比涡扇发动机台架试验的5个状态点开展反推状态下的数值模拟研究,通过与试验数据对比,验证数值方法的准确性。在此基础上,进行反推状态下单台发动机三维流场细节的研究,通过对比固定地面和移动地面以及不同离地高度时的计算结果,获取反推扰流流场中大涵道比涡扇发动机进口AIP截面周向稳态总压畸变指数,总结地面效应对反推状态下大涵道比涡扇发动机进口流场影响特性。

摘要： 为分析飞机起降阶段地面效应对尾部流场的影响,运用计算流体力学(CFD)技术,以国外某飞机为研究对象,基于Delaunay非结构网格划分方法,采用RANS方程、Realizable k-ε湍流模型和Roe离散格式,运用耦合隐式算法分有无地效两种条件对尾流场进行了数值仿真.在飞机放襟翼,以7°迎角滑行带尾喷的情况下,对尾部压强场进行了分析.仿真结果显示:两种条件下,尾流场压强在轴向上呈单边下降趋势,在横向上自尾椎中心向两侧呈下降趋势;有地效情况下,轴向和横向各点压强均大于无地效情况;尾流场核心区域同位点有地效和无地效压差值在300 Pa以内,地效对尾流场压强影响较小.结果验证了仿真计算的合理性和有效性,符合真实情况,为飞机安全起降提供了一定的理论参考.

摘要： 为分析与评估地面效应对反推状态下大涵道比涡扇发动机进口流场影响,对某型大涵道比涡扇发动机台架试验的5个状态点开展反推状态下的数值模拟研究,通过与试验数据对比,验证数值方法的准确性.在此基础上,进行反推状态下单台发动机三维流场细节的研究,通过对比固定地面和移动地面以及不同离地高度时的计算结果,获取反推扰流流场中大涵道比涡扇发动机进口AIP截面周向稳态总压畸变指数,总结地面效应对反推状态下大涵道比涡扇发动机进口流场影响特性.

摘要： 采用数值模拟的方法来研究磁悬浮列车在地面效应的影响下气动变化规律,试验通过对比三节编组的磁悬浮列车在移动地面和静止地面不同工况下的数值分析,研究磁悬浮列车周围的流场以及气动力的变化规律.应用CAD建立磁悬浮列车二维模型,导入ICEM软件进行网格划分,再导入Fluent软件进行数值分析,采用RANS方法进行磁悬浮高速列车的地面效应研究,选取的湍流模型为Realizable k-.模拟磁悬浮列车在运行过程中的气动性能,研究不同工况条件对磁悬浮列车气动性能的影响.

摘要： 为分析飞机起降地面滑行阶段尾部流场分布情况,以计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)为基础,以国外某高速飞机数模为研究对象,基于Delaunay非结构三角化网格划分方法,采用3维雷诺平均N-S方程、Realizable k-ε 湍流模型和Roe离散格式,运用耦合隐式算法对全机外流场进行数值模拟.以7°迎角滑行且考虑地面效应和尾喷流的情况下,对尾部压强场、温度场和速度场进行分析.结果表明,尾流场压强在轴向和横向呈下降趋势,温度和速度在轴向呈下降趋势、在横向呈双峰趋势.

摘要： 针对火箭滑车试验空速管感受数据失真的问题,采用CFD方法分析研究了试验状态与飞行状态空速管的绕流特征,探究滑车试验速域的空速管感受数据变化规律;以飞行状态为参考,找出试验与飞行状态感受数据的差异,建立试验与飞行之间空速管感受数据的桥梁,形成试验状态空速管感受数据的修正方法;采用调整机头与轨道间距的方法,研究了影响感受数据失真的关键因素地面效应,给出了不同间距对空速管感受数据的变化曲线.

摘要： 当桥面接近地面时,地面使断面的绕流与远离地面时的情况不同,可以引用空气动力学中的概念,称这种现象为"地面效应".目前为止,国内外学者针对桥梁结构的静风稳定性、涡激共振性能、颤振稳定性进行了诸多研究,但考虑地面效应对它们影响的研究则基本没有.现有的或在建的桥梁中,却存在不少离地高度较低的桥梁,例如深港通道桥等.可以预见,当桥梁离地较低时,由主梁和地面所形成的"通道"将对气流产生阻碍或者加速作用,而这种作用反过来又会对主梁的气动力产生影响,从而影响主桥结构的风致稳定性能.本文基于风洞试验的方法，对存在地面效应的近流线型断面的静风稳定性、涡激共振性能、颤振稳定性颤振性能进行研究。通过节段模型测力、测振风洞试验获得近流线型断面在两类粗糙度地面、三种风攻角、四种离地高度下的断面静气动力系数、St数、涡振锁定区间和最大振幅、气动导数、系统扭转阻尼比及颤振临界风速随离地高度的变化规律。

摘要： 滑移网格技术仅能模拟离地高度较高的非定常地效问题,而非结构动网格对粘性附面层的模拟能力有限.为了研究粘性流场中的近地面翼型动态特性,基于混合动网格技术,模拟翼型强迫振荡运动,研究了地面效应对翼型非定常气动特性的影响.通过对不同近地高度下的NACA4412翼型的动态特性进行了数值模拟,分析了存在地面干扰时的升力系数以及俯仰力矩系数迟滞环变化情况,计算了翼型各个近地高度下的纵向组合动导数.计算结果表明,地面效应显著地影响了非定常气动力及力矩,离地高度越小,影响越明显,升力系数和俯仰力矩系数的迟滞环面积变大,幅值变大,俯仰组合导数绝对值随着近地高度减小而增大,纵向的动态稳定性增加.文中方法通过改变翼型运动方程即可计算单独的动导数,有一定的应用价值.

摘要： 本文针对一种在地面效应下机翼的风洞实验进行了数值仿真计算.选取了不同计算域,不同离地高度和不同实验地板边界条件下的计算工况.发现计算域的选取,以及不同的地面边界条件对结果有很大影响,并且提出一种使用相对简单的地面固定壁板条件来代替移动地板条件的实验可行性.

摘要： 随着对生产成本、性能和可靠性、环境要求的不断提高,未来运输类飞机的发展趋势是具有更大的载重、更短的起降距离、更低的污染排放和噪声,因此迫切需要采用更高效和简单的增升和控制技术,而采用狭缝吹气的主动流动控制增强升力的方式已经被证明是最值得研究推广的应用技术之一.而在在分析飞机起降性能时,必须要考虑到地面效应的影响,因此有必要对采用吹气进行增升的翼型地面效应进行研究.本文通过数值模拟方法研究了定常吹气对某高升力翼型地面效应的影响,研究表明,近地面在襟翼前缘施加吹气控制后,与远地面施加定常吹气控制相比,翼型升力线斜率和升力明显降低,动量系数为0.005时,升力随着距地高度的减小先减小后增加,动量系数增加到0.01后,升力随着距地高度的减小而减小;高升力翼型在不同动量系数和不同距地高度时出现的不同程度升力减小的现象,能直接影响飞机的起降性能,是采用吹气控制进行增升设计时必须考虑的因素.

摘要： 本文采用数值方法研究地面效应对大展弦比三维矩形机翼翼尖涡和气动性能的影响规律.结果分析表明:随离地高度降低,翼尖涡在地面上诱导出二次涡,从而耗散其自身强度,并在二次涡的诱导上洗作用下发生发生反弹现象.根据地面效应下的增升规律不同,三维机翼沿展向可以划分为内部二维单调增升区和外部翼尖三维效应区.

摘要： 本文介绍了机翼地面效应条件下翼尖涡结构及升阻力特性的实验结果.实验在拖曳水槽中模拟机翼的飞行状态,获得了在多种飞行高度时,零攻角机翼在水平地面附近的升/阻力、翼尖涡流场的变化规律,对比分析了翼尖涡速度、涡量分布的演化过程及其可能对机翼升/阻力造成的影响.实验结果表明,随着机翼逐渐靠近地面,升力逐渐减小至负升力,翼尖涡的强度亦发生相应变化,同时观察到在机翼下降过程中翼尖涡旋转方向的变化.

摘要： 四旋翼飞行器的地面效应对其飞行品质具有显著影响。本文根据四旋翼飞行器的结构模型，建立了非结构网格模型，选取Spalart-Allmaras湍流模型进行求解，获得了飞行器悬停和前飞状态下的流场分布。结果分析表明：悬停状态下，离地高度小于旋翼直径2R范围内，地面效应显著，升力随离地高度较小而增大；离地高度小于R的范围内，电机输出功率随高度减小而减小；离地高度在(R，2R)区间，随高度增加，电机输出功率先增大后减小.在前飞状态下，离地高度为R时，随着前飞速度增加电机输出功率先增大后减小，最终趋于稳态；离地高度3R时，随着前飞速度增大，电机输出功率一直减小，最终趋于稳态。

摘要： 高压直流输电线路电晕所产生的可听噪声已成为输电线路设计的决定性因素之一，研究直流输电线路可听噪声的特性及空间传播规律，对于准确预测可听噪声的空间分布及建设满足环保要求的直流线路具有重要意义。本文从声波基本方程出发，基于半空间点声源声压的表达式，采用声波叠加原理给出了直流输电线路可听噪声空间分布的计算模型，然后讨论了不同地面形式对直流输电线路可听噪声分布的影响，结果表明：地面效应对直流线路可听噪声的空间分布有加强作用，地面越硬则加强作用越显著；地面效应不仅会对声压的幅值造成影响，同时也会对声压的相位产生影响，考虑地面效应影响后可听噪声空间分布会出现波动。

摘要： 根据地面效应的特点及相似准则,给出了基于展弦比、梢根比和机翼离水相对高度等参数的盒式翼外形简化设计原则.针对地效飞行器高度焦点配置,结合盒式翼外形简化设计原则,给出了盒式翼纵向位置的简化设计方案.针对盒式翼地效飞行器在起飞过程中的升阻特性,给出了发动机类型选择及动力配置的优选方案.针对地效飞行器的飞行特点,阐述了盒式翼地效飞行器机身和尾翼的设计要点.通过以上分析为基于盒式翼的地效飞行器气动布局概念设计提供了设计依据和参考.

摘要： 以翼剖面为NACA4415翼型展弦比为2.33,并带有不同尺寸可移除的端板和中心板三维地效机翼为研究对象.采用基于三维非结构直角网格N-S求解器对该外形的流场进行数值模拟,分别对副翼偏转角、端板尺寸及中心板和端板有无情况等因素对气动特性的影响开展分析研究,数值结果表明,地效区内,增加端板尺寸,可有效提高升阻比;端板尺寸相同时,相对高度越小,端板效应越强.中心板使用对机翼的地面效应并无影响,只是阻碍了机翼的展向流动.

摘要： 本发明公开了一种火箭发动机喷流干扰效应的地面模拟装置及模拟方法。该地面模拟装置包括专用的试验模型和喷流装置。该地面模拟方法包括：确定风洞流场参数；确定模型缩比；确定喷流参数；确定CF4/N2的混合比例；试验前地面准备；CF4/N2混合气体充气并加热到指定温度；风洞试验，先启动风洞，待流场稳定时，打开快速阀，混合气体喷出，采集天平测力数据、流场显示图像；风洞停车，喷流关闭；进行火箭发动机喷流干扰效应的数据分析，试验结束。该地面模拟方法采用CF4和N2混合的配气模式，能够模拟热喷流，通过进行热喷流干扰风洞试验，为飞行器设计提供技术支持。

摘要： 本发明公开了一种火箭发动机喷流干扰效应的地面模拟装置及模拟方法。该地面模拟装置包括专用的试验模型和喷流装置。该地面模拟方法包括：确定风洞流场参数；确定模型缩比；确定喷流参数；确定CF4/N2的混合比例；试验前地面准备；CF4/N2混合气体充气并加热到指定温度；风洞试验，先启动风洞，待流场稳定时，打开快速阀，混合气体喷出，采集天平测力数据、流场显示图像；风洞停车，喷流关闭；进行火箭发动机喷流干扰效应的数据分析，试验结束。该地面模拟方法采用CF4和N2混合的配气模式，能够模拟热喷流，通过进行热喷流干扰风洞试验，为飞行器设计提供技术支持。

摘要： 本发明提供了一种基于多普勒效应的地面目标定位方法，包括获取高精度多普勒数据；确定报文捕获时间对应的卫星位置信息；根据获得的报文信号频率和解算的卫星位置，采用地表高程约束的最小二乘算法进行地面目标多普勒定位，完成目标位置定位解算；根据多颗卫星捕获的同一地面终端报文，分别确定地面终端信号发射频率，根据同一目标不同卫星解算的频差修正星间测量频率，进行多星数据融合；使用多星融合数据应用多普勒定位算法进行目标位置的二次定位。本发明通过高精度时标设计、高精度频率测量、星间频差修正实现地面目标位置定位，使该方法不依赖星间时钟同步的前提下提高了定位的时效性和准确性。

摘要： 本发明涉及一种便于揭示流固耦合效应的地面沉降试验模拟装置，以解决地面沉降试验难以体现不同地下水补给及抽水强度下的土体变形耦合效应的技术问题。该装置主要包括土体观测箱、补水系统、抽水机构、数据采集系统、模拟载荷。本发明装置基于压力监测单元可精确测量土体应变和空隙水压力，以确定地面沉降的主控因素；基于补水系统可揭示在不同水力边界条件及不同抽水条件下对土体变形及地面沉降演化规律的影响；基于mps数值摄影测量单元可得到土体中各个颗粒的移动方向以及位移；本发明装置便于揭示在集群荷载下地下水开采导致地面沉降发生发展的流固耦合效应，可以再现抽水过程中流体流动导致土体颗粒流失引发地面沉降的全过程。

摘要： 本发明公开一种风洞地面效应试验用背部支撑装置，包括X型基座、主提升机构、尾提升机构、侧滑角机构和运动控制器；侧滑角机构固定设置在X型基座的中央，主提升机构和尾提升机构均安装于侧滑角机构上；主提升机构位于X型基座的正下方，尾提升机构位于X型基座的一侧且末端向X型基座的正下方延伸，主提升机构和尾提升机构的末端通过天平固定框连接；由主提升机构、尾提升机构、天平固定框、X型基座相互连接后共同构成平行双滑块曲柄机构。本发明能够满足风洞地面效应试验中模型支撑和运动的要求，也能与多种地面效应装置配合使用，为模型提供支撑和运动能力，提供侧滑、升降和迎角运动，运动精度达到试验要求。

摘要： 本发明涉及四旋翼无人机降落控制技术，为实现四旋翼无人机降落过程中能够较好地抑制地面效应对无人机的干扰，同时对深度学习网络进行谱归一化，从而保证本发明提出的非线性控制器的稳定性。为此，本发明采用的技术方案是，基于深度学习的四旋翼无人机地面效应补偿降落控制方法，包括如下步骤：建立四旋翼无人机降落过程的非线性动力学模型，利用谱归一化的深度神经网络拟合地面效应，进而设计非线性控制器实现四旋翼无人机的降落控制。本发明主要应用于无人机自动控制降落场合。

摘要： 本发明可用于海水发电领域。本发明涉及一种半主动地面效应翼水流能发电方法和装置,其解决了现有装置存在死点问题、传动效率低、多水翼运动不易耦合、没有考虑地面效应的技术问题，本发明设有发电机、水翼，还设有平板滑轨机构、水翼俯仰运动控制机构、水翼升沉运动控制机构和齿轮轴；水翼、水翼俯仰运动控制机构、水翼升沉运动控制机构均为两套；平板滑轨机构设有光轴、连接板，连接板设于光轴上；水翼俯仰运动控制机构设有步进电机和控制装置；水翼升沉运动控制机构设有连接板、齿条和齿轮，齿轮和所述齿条啮合，齿条设于连接板上；发电装置设有齿条、齿轮、齿轮轴和发电机。本发明传动效率高且可以有效利用地面效应实现高效获能。

摘要： 本发明创造提供一种地面效应及水翼结合运载快艇，包括中段机翼、一对中段外机翼、一对外翼、双体船体、一对垂尾、一只平尾、一对前水翼和一对后水翼；所述中段机翼的两端分别与一段所述中段外机翼连接，每段所述中段外机翼的外端分别与一个所述外翼连接；所述双体船体分为左右两个船体，分别与一段中段外机翼的下部连接，所述双体船体与所述中段机翼的外弦长平行。本发明创造的有益效果是：不仅可以提高水中航行速度，还可以降低水阻，起到节能效果，依靠水翼产生水动升力，减小飞行器和水的接触面积，减小起飞距离降低了发动机的最大功率提高起飞性能。

摘要： 本文提供了一种模拟弧形地面效应的方法、装置、设备及存储介质，涉及航空工程领域。其中方法包括：设置沿设定方向匀速运动的参照系；分别确定超声速飞行器在所述参照系下的相对运动速度，以及位于所述超声速飞行器正下方的平直地面在所述参照系下的水平运动速度和下沉运动速度；根据所述超声速飞行器在所述参照系下的相对运动速度、所述平直地面在所述参照系下的水平运动速度和下沉运动速度，进行动态仿真，以确定所述超声速飞行器的气动特性。本文可以适用于模拟超声速、大曲率、长距离弧形地面效应，提高数值仿真过程中的计算效率。

摘要： 本发明公开一种可移动式旋翼地面效应试验装置，包括气浮支座、主架、升降传动机构、升降平台、组合防护网、和四组卷帘，所述的升降传动机构固定连接在主架上，所述的升降平台与升降传动机构的升降位移单元固定连接，所述的主架的下端固定连接有气浮支座，所述的升降平台包括中心平台、两组翻转平台及两组翻转机构，所述的升降平台的两侧分别通过翻转机构与一侧翻转平台连接，所述的组合防护网与主架固定连接，并位于升降平台的上方，所述的主架的上方四周安装有四组卷帘。本发明可方便快捷的移动至试验位置，能够模拟不同高度、不同面积的旋翼地面效应试验地板，具有安全性高的优点。