根据薄翼型理论,翼型近似于隧道中心四分之一弦点(x=0,y=0)处的单个涡流。风洞壁由距离为 h 且符号交替的无限垂直涡流行模拟,位于真实涡流上方和下方(见图 4)。在隧道中心线上的位置 x 处引起的水平速度相互抵消,但垂直分量相加。在涡流位置处,引起的垂直分量为零并改变符号。在封闭的隧道中,流动的曲率必须使得没有气流穿过隧道壁。
中等雷诺数下的薄翼型动态失速通常与靠近前缘的小层流分离气泡的突然破裂有关。鉴于层流分离气泡对外部扰动的强烈敏感性,使用直接数值模拟研究了在不同水平的低振幅自由流扰动下 NACA0009 翼型截面上动态失速的发生。对于前缘湍流强度 Tu = 0 .02%,流动与文献中的干净流入模拟几乎没有区别。对于 Tu = 0 .05%,发现破裂过程不太平稳,并且在动态失速涡流形成之前观察到层流分离气泡中强烈的相干涡流脱落。非线性模拟与瞬态线性稳定性分析相辅相成,该分析使用最优时间相关 (OTD) 框架的空间局部公式对破裂分离泡中层流剪切层的时间相关演化进行分析,其中非线性轨迹瞬时切线空间中最不稳定的部分随时间的变化被跟踪。得到的模式揭示了两种状态之间的间歇性切换。分离剪切层上的开尔文-亥姆霍兹滚转快速增长,分离泡过渡部分的二次不稳定性复杂化。后者的出现与线性子空间内瞬时增长率的大幅飙升以及非线性基流的更快转变有关。这些强烈的增长峰值与随后从层流分离泡中脱落的能量涡流密切相关。
M.Tech. 课程内容 AS 3010 航空航天技术概论 3003 航天任务类型、环境、天体动力学:轨道力学基础(双体运动、圆周速度和逃逸速度、椭圆双曲和抛物线轨道运动);基本轨道机动。 火箭推进基础:上升飞行力学:运载火箭选择。进入大气层;进入飞行力学;进入加热。姿态确定和控制;基本概念;旋转动力学回顾;刚体动力学;扰动扭矩;被动姿态控制;主动控制;姿态确定。热控制、航天器功率、电信。 AS 5010 工程空气动力学与飞行力学 3003 流体力学基本方程。无粘流。流函数。速度势。二维不可压缩流:拉普拉斯方程及其解。翼型流;保角变换,薄翼型理论。有限机翼简介;普朗特升力线理论。边界层和分离对翼面流动的影响。大气。飞机基本性能评估。稳定性和控制简介。 AS 5020 气体动力学和推进要素 3003 气体动力学基本方程。一维等熵流。马赫波,冲击波。带有冲击、传热和摩擦的一维流动。二维冲击。普朗特-迈耶流。线性化二维亚音速流;普朗特-格劳特/戈特特变换。线性化超音速流;阿克雷特理论。吸气式和火箭推进系统的分类及其工作原理。螺旋桨理论,不同类型发动机的性能。高度和前进速度的影响。燃气涡轮发动机部件、构造和性能。 AS 5030 飞机和航空航天结构 3003 飞机分类、飞行原理、飞行控制、基本仪器和飞机系统、直升机机翼分析。剪切中心。封闭和开放管的弯曲和扭转。多室管。柱和梁柱。板和板桁组合的弯曲和屈曲。机身分析。实验技术;应变计、光弹性、离散和连续系统的振动。
航空航天和机械工程课程 (AME) 2103 交互式工程设计图形。先决条件:工程 1112、数学 1823。产品设计和开发的可视化和建模技术。设计方法、图形标准、投影理论、徒手素描、空间几何、CAD 系统、几何建模和公差。解决开放式设计和可视化问题。实验室 (Sp) 2222 航空航天工程概论。先决条件:物理 2514。飞行和飞行器的性质、飞行器的初步设计以及航空航天工程中的当前问题。(F) 2533 动力学。先决条件:工程学 2113,数学 2433。直线和曲线运动的粒子和刚体动力学;能量和动量方法;机械振动简介。(Sp) 3112 固体力学实验室。先决条件:工程学 2113,数学 3113;共同要求:3143。位移测量;速度、加速度、力、扭矩、应变、应力、数据采集和处理;数据分析。实验室 (F) 3143 固体力学 I。先决条件:工程学 2113;共同要求:3112。应力和应变的概念;工程材料的机械行为;均匀应力状态的分析;扭转构件分析;梁的应力和挠度;失效模式和理论;设计标准。(F) 3253 空气动力学。先决条件:2222、2533、数学 3113。流体运动基础、薄翼型理论要素、有限翼理论要素;压缩性的影响、超音速翼型理论、粘性效应和阻力估计以及空气动力学的当前主题。(F) 3272 风洞实验室。共同要求:3253。亚音速和超音速风洞的操作和校准、功率和测量。模型飞机和气动形状的实验测试;确定飞行器部件的阻力。实验室 (F) 3333 飞行力学。先决条件:2222、3253。飞机性能和稳定性与控制介绍(开环)。(Sp) 3523 航空航天结构分析。先决条件:3143,数学 3113。(Sp) 3803 可压缩流体流动。先决条件:3253。一维气体动力学、管道中的亚音速和超音速流动,包括面积变化、摩擦、热量增加及其任何组合。应力和应变的高级概念;航空航天工程结构分析简介:复杂弯曲和扭转、薄壁和纵梁蒙皮截面中的剪切流;屈曲;有限元法简介;复合材料简介。正激波、斜激波、特征线法。(Sp) G4243 航空航天推进系统。先决条件:3803。推进系统、热力循环、燃烧和热化学分析、往复式发动机、燃气涡轮和喷气发动机、推进系统的最新发展。(F) 4273 航空航天飞行器设计 I。先决条件:3333。初步设计和配置选择、联邦和军事规范、性能和操控品质、结构和设计。两个学期设计课程的第一学期。(F) 4373 航空航天飞行器设计 II。先决条件:4273。初步设计和配置、选择、联邦和军事规范、性能和操控品质、结构和设计、系统设计、业务方面。实验室 (Sp) G4513 飞行控制。先决条件:3333。经典控制理论及其在飞机飞行控制系统设计中的应用。(F) G4593 空间科学与系统。先决条件:数学 4163、工程学 2113。天体力学、动力飞行和地球大气层、空间环境、飞行器性能、空间科学和系统的当前主题。(F,Sp)