近日,北航宁波创新研究院先进飞行器与空天动力创新研究中心的蒋崇文特聘研究员和高振勋特聘研究员,联合中国空气动力研究与发展中心罗磊,在航空航天领域知名期刊《Journal of AerospaceEngineering》(JCR影响因子1.373)上发表了题为“Aerodynamicinterference and Reynolds number effects of low-speed close-coupled biplanes”的研究论文。论文通讯作者和第三作者署名单位为北航国家计算流体力学实验室和北航宁波创新研究院。该论文研究工作得到了国家自然科学基金(11972061, 11372028, 11721202),以及中央高校基本科研业务费的支持。

该研究基于计算流体力学方法对低速双翼近距干扰效应及其雷诺数效应进行了研究,发现了一些新的几何参数组合可使双翼间产生有利气动干扰,进而提升其整体升阻比,突破了传统气动设计方法的局限。研究提出的近距耦合双翼布置方式,能够将中等雷诺数下的最大升阻比提升10.26%,这是低速气动布局设计领域之前从未发现的布局策略。研究还提出了一种新的边界层概念——总压边界层,相比于传统的速度边界层,能够更加准确捕捉曲面外形壁面的边界层厚度,避免了传统边界层定义应用于曲面外形时难以准确给出边界层外缘速度的问题。研究指出在近距耦合双翼间存在三种干扰效应,并说明了各效应对整体升阻特性的影响规律和作用机理。该研究为低速无人机布局提供了一种全新的设计思路,在小型和低速无人机概念构型的设计中有着广阔的应用前景。

双翼、单翼升阻特性随雷诺数变化规律

不同相对位置下近距干扰双翼构型以总压恢复系数标定的边界层云图
先进无人机是宁波“科技创新2025”重大专项中机器人与高端装备领域,以及宁波“246”万千亿级产业集群中高端装备产业的重要发展方向。该项研究成果可为小型和微型无人机和长航时无人机的应用研发提供理论和技术基础,将有力支撑“科技创新2025”重大专项的实施和“246”万千亿级产业集群的建设,助力宁波相关产业发展。
该论文通讯作者蒋崇文为我院特聘研究员、先进飞行器与空天动力创新研究中心副主任,是军口装备重大基础研究项目技术首席专家、北航-航空气动院先进气动设计联合研究中心主任、先进无人机北京市高精尖学科的先进气动设计创新团队负责人,也是中国航空学会空气动力学专业分会委员、中国空气动力学会风工程和工业空气动力学专业委员会委员。其主要研究方向是飞行器气动设计、计算流体力学等。
我院先进飞行器与空天动力创新研究中心依托北航两个国家“双一流”建设学科——航空宇航科学与技术(A+)、力学(A-),在首席科学家闫楚良院士、中心主任文东升教授、杨立军教授的带领下,大力开展先进飞行器、空天动力技术以及相关领域的科技研究及产业转化工作,力争把中心打造成地方产业升级的技术支持基地、高校科技成果的产业转化基地、先进空天技术的研究开发基地、产业可持续发展的人才培养基地。
文章链接:(ASCE)AS.1943-5525.0001142