氣動布局設計
關注創建者：solomon 創建時間：2020-01-15
氣動布局設計的視頻教程
在Isight平臺上進行的基于MATLAB和AVL的無人機氣動布局參數優化設計
1、MATLAB和AVL模塊的準備，包括： Matlab的M文件的編寫及注意事項； AVL輸入文件的編寫； AVL批處理文件的編寫； 2、Isight模塊的集成及優化的設置，包括： matlab模塊的集成； 輸入輸出參數的設置； 環境變量的設置； 命令語句的添加及注意事項； Simcode的AVL模塊的集成； 輸入輸出參數的設置； 調用代碼的集成； 目標參數和優化的設置；
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Fluent旋轉機械氣動與噪聲設計應用——氣動噪聲分析設計流程
Fluent旋轉機械氣動與噪聲設計應用——氣動噪聲分析設計流程 適用人群：學習型仿真工程師；理工科學生；旋轉機械噪聲從業人員 Fluent旋轉機械氣動與噪聲設計應用——氣動噪聲分析設計流程（免費）【已結束】 直播時間：2023-06-20 19:30 本講座從風扇氣動噪聲的產生機理入手,對風扇的氣動噪聲進行仿真預測方法的研究。
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1-109基于MATLAB 中的設施布局設計和位置分配
基于MATLAB 中的設施布局設計和位置分配，通過PSO算法進行最佳位置匹配。程序已調通，可直接運行。 購買后可下載視頻中的源程序文件。
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氣動布局設計的實例教程
在飛行器氣動設計中總會遇到一些技術難點，本文無法給出大家實際遇到問題的解決方法。但想從以往實際工程中“捅破這層窗戶紙”的角度提供一些經驗供大家參考，如果看完本文，您也感到“哦，原來如此”，就算達到了本文的目的。
本文是從氣動專業的角度，通過多年的設計、試驗、仿真經驗，跟大家探討交流一下直接的體會感受。當然，這些直接工程上的做法，并非作者一人之功，實來源于無數前輩及周圍優秀同事，本文無法一一點到，望曾經一起攻堅的戰友們見諒。
2. 跨速域飛行器的布局設計
空氣動力學將流動分為亞音速、跨音速、超音速及高超音速，無疑跨速域飛行器在氣動布局上考慮的因素更多，因此本文以典型跨速域飛行器：戰斗/偵察機及可復用火箭/飛船，展開方法的介紹及論述。
圖1 典型跨速域飛行器
2.1. 傳統跨速域飛機氣動布局指標的提出
一個新構型的氣動布局必然由需求牽引而出，大國之間軍事對峙的典型場景即為軍機之間的跟飛、纏斗，戰爭期間，先進戰斗機則直接意味著制空權。因此，戰斗機性能優于對手的需求，在世界成為地球村之前是一直存在的，此即為推動戰斗機性能提升的動力。
一代空氣動力學理論的突破，一代戰斗機氣動布局的跨越。跨音速面積率的出現，使得戰斗機進入超音速時代；邊條渦升力理論，戰斗機具備了大迎角高機動能力。
圖2 戰斗機氣動布局的更迭
具有良好氣動布局外形的飛機通過不斷地更新發動機和記載設備可使其服役期延長幾十年，而這不僅僅限于軍用飛機。上世紀40年代的安2運輸機，其優異的氣動布局，使得至今其仍具有蓬勃的生命力。因此，在飛機設計中，氣動布局設計，尤其是先進氣動布局設計占有極其重要的地位。
展開 相較于第二代戰斗機，第三代戰斗機機身與機翼融合設計，其總體氣動布局主要特點為：
（1）邊條翼與翼身融合設計。邊條翼能夠增加飛機機動性，可改善機翼在大迎角時的氣動特性（特別是升力特性）；翼身融合設計是“面積律”理論的進一步應用，相較于單純的蜂腰設計能夠進一步減小飛行阻力；
（2）氣泡式座艙。在保持前視界的前提下，進一步能加飛行員側視界；
（3）腹部進氣道出現。邊條翼和鴨翼的應用促使了機腹進氣方式；
（4）全動平尾。主動控制技術被突破和飛機靜不穩定設計技術日趨成熟，全動平尾可進一步增強飛機操縱性；
（5）單/雙發渦扇發動機。小涵道比渦扇發動機具有較低的耗油率，可提高戰斗機續航能力，其推重比一般在6-8之間。
圖 3 F-16和蘇-27
表 3 F-16、蘇-27和幻影2000的主要性能和外形參數
四代機
上世紀90年代至今第四代戰斗機出現，其以中遠距作戰為主。相比三代機的大機動和“寬域”作戰特性，美軍為四代機提出了“4S”標準，即超機動、超隱身、超聲速巡航、超視距打擊。四代機一般安裝推重比10一級的渦扇發動機，總體、氣動、隱身、結構一體化設計，氣動布局設計力求實現超機動和超隱身。第四代戰斗機典型代表有美國的F-22和F-35，俄羅斯的蘇-57等。
相較于第三代戰斗機，第四代戰斗機機身與機翼一體化設計，其總體氣動布局主要特點為：
（1）鉆石形機頭。機頭由光滑曲線截面變為鉆石形，在機身側向具有較小的RCS（雷達反射截面積），可以增加偏航穩定性，還可產生脫體渦起增升作用；
（2）菱形機翼。
展開 近日，中國最先進氣動設計的民航客機，進行風洞測試！
這一最新客機的縮比模型，展示出世界頂尖的該類別民航機氣動整體布局，讓人眼前一亮！
上圖就是中國航空工業氣動院設計的“靈雀B”大邊條翼身融合民航客機驗證機縮比模型。
它剛剛實施了首次風洞自由飛試驗，在我國先進大尺寸風洞中完成六自由度飛行試驗。試驗中該先進民航客機縮比模型的操縱性、穩定性、飛行品質得到了考驗。
大邊條、翼身融合，是現代戰斗機上極為出色的一種氣動整體布局，目前還沒有民航客機使用這一設計，假如中國能率先打造相關客機，將引領該領域世界潮流。邊條是機身機翼之間的延展過度結構，它最大的優點是可以產生有利的脫體渦，改善提高飛機氣動性能。
在歷史上，后掠翼或三角翼有著較好的高速性能，但低速性能很差，升阻比不理想。而在大迎角飛行時，常規布局的飛機容易失速，這扼制了機動性的改善。此外傳統布局橫側穩定性不盡理想。
為克服后掠翼等傳統布局上述缺點，出現了大邊條翼設計，它能夠產生有利的脫體渦流，使得低速下、大迎角下仍有足夠升力。橫測穩定性也有所改善。
此外，大邊條令飛機在相對高速飛行時，激波強度獲得降低，提高了機翼氣動效率，包括配平阻力減少大約20%。這對于進一步提高已經接近音速的現代民航客機的速度，有明顯益處。
大邊條往往與翼身融合布局同時出現，即機翼和機身結構采用漸進過渡，而不是傳統上突兀的簡單過渡。這有利于優化整體氣動性能，同時也有利于增大內部空間，翼身融合部位可安排油箱、設備艙等等。
展開 在這個方面，設計轟20的氣動布局和材料就尤為重要。
首先，轟20將采用翼身融合的常規氣動布局，轟20為什么會采用常規的氣動布局？這是因為我軍第一次自主研制大型轟炸機，之前只是仿制前蘇聯的轟炸機，沒有自主的設計理念和設計思想，因此，綜合考慮還是采用熟悉的穩當的設計為佳。但是也要在設計中大量應用最新技術，比如翼身融合、電傳操縱、二次曲面機身設計、前后緣機動襟翼、機翼大型一體油箱等新技術。綜合考量的隱形設計。隱形設計的第一項就是翼身融合，這是在我國最近的戰斗機設計中已經大量使用的技術，沒有什么困難。翼身融合的好處是整個機身與機體形成較好的曲面過渡，沒有造成雷達波反射的拐角和直面，大大減少被敵人發現的概率。
轟20大量使用碳纖維復合材料，現在評價一架飛機的先進與否的重要一條是使用了多少復合材料，我們的新轟八就是大量的使用了我國自己研制的碳-碳纖維復合材料制作機身結構件。使用復合材料的好處是既減輕了機體的結構重量，又可大大提升飛機的載油量和載彈量，也大大延伸了飛機的作戰航程。另外，使用復合材料也可容易實現飛機的隱形目的，同時轟20埋入式翼根發動機隱身技術。轟20型轟炸機采用了四臺‘太行’渦輪風扇發動機，使用左右各兩臺的布局，布置在翼根兩側。由于轟20采用了大翼面翼身融合設計，發動機緊貼翼根用埋入式方式固定在機翼上部。這樣做的好處是發動機進氣口在機翼前上部，很難被敵方探測到，出氣口在機翼后上部，發動機所散發的熱氣流經過紅外抑制裝置作用，可大大減少被敵人紅外探測裝置發現的概率，實現一定程度的隱形目的。
轟20在武器系統方面，武器內置掛架技術，由于這款飛機要求隱形性能和遠程導彈攻擊，因此，就必須采用內置武器掛架。該飛機可以攜帶兩個轉輪式武器掛架，在機身中段分前后布置。
展開 飛行器氣動外形設計，布局設計，ICEM網格劃分，FLUENT計算，origin,tecplot后處理及分析。根據工作量及難度議價。
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飛行器氣動設計、結構強度與疲勞、燃燒與傳熱、電磁散射（隱身）、軌道動力學直接觸及了航空航天領域仿真的技術核心。作為UltraLAB圖形工作站的廠商，精準把握這些算法的計算特性，是為客戶提供最優硬件解決方案的關鍵。
我將為您逐一解析這五大航空航天仿真領域。
核心結論速覽表
光學系統總體布局設計方法6個月前
光學系統，特別對一個比較復雜的光學系統，在系統設計初期就必須根據光學儀器總體要求利用光學系統基本結構元件，合理安排系統光路走向，完成光學系統總體布局設計，然后才是光學系統具體結構設計，像差平衡以致適當公差分配，最終獲得一個結果與性能俱佳的優質光學系統。一個較復雜的光學系統，往往不只是幾片簡單光學零件的組合，有時還可能是各種不同變焦系統結構，甚至還會有各種不同要求的多光譜，共軸或非共軸的多個子系統結合的多光路系統的融合
一、 前言
光學系統，特別對一個比較復雜的光學系統，在系統設計初期就必須根據光學儀器總體要求利用光學系統基本結構元件，合理安排系統光路走向，完成光學系統總體布局設計，然后才是光學系統具體結構設計，像差平衡以致適當公差分配，最終獲得一個結果與性能俱佳的優質光學系統。一個較復雜的光學系統，往往不只是幾片簡單光學零件的組合，有時還可能是各種不同變焦系統結構，甚至還會有各種不同要求的多光譜
一、初始結構的繪制
1、目標在無限遠的連續變焦系統
目標在無限遠的連續變焦系統，也叫連續變倍系統。是指通過系統的各個活動組分的移動改變系統焦距，以實現系統放大倍率的系統。連續變倍的光學系統根據系統可移動的變焦組好補償組的數量不同，可分為三組元、四組元、五組元以及二組元等各種不同形式。先以三組元連續變焦系統為例介紹其指定設計方法。
三組元連續變焦系統在進行連續變焦光學系統設計之前，首先在
一、 初始結構的繪制
1、目標在無限遠的連續變焦系統
目標在無限遠的連續變焦系統，也叫連續變倍系統。是指通過系統的各個活動組分的移動改變系統焦距，以實現系統放大倍率的系統。連續變倍的光學系統根據系統可移動的變焦組好補償組的數量不同，可分為三組元、四組元、五組元以及二組元等各種不同形式。先以三組元連續變焦系統為例介紹其指定設計方法。
三組元連續變焦系統在進行連續變焦光學系統設計之前
一、目標在有限距離的顯微連續變焦系統
對于系統目標在有限遠的顯微系統，操作方式和前面相同。只是在建立初始數據時在參數表的物面距離上填寫系統物距值。
圖1.顯微系統連續變倍系統初始數據
然后發現界面上顯示的不是系統焦距值，而是初始放大率值以及變倍比、物面高度、像面高度、物方數值孔徑NA0、像方數值孔徑NA0以及系統最小焦距等內容。
圖2.顯微系統連續變倍系統數據填寫
一、目標在有限距離的顯微連續變焦系統
對于系統目標在有限遠的顯微系統，操作方式和前面相同。只是在建立初始數據時在參數表的物面距離上填寫系統物距值。
圖1.顯微系統連續變倍系統初始數據
然后發現界面上顯示的不是系統焦距值，而是初始放大率值以及變倍比、物面高度、像面高度、物方數值孔徑NA0、像方數值孔徑NA0以及系統最小焦距等內容。
圖2.顯微系統連續變倍系統數據填寫
利用OCAD光學自動設計程序設計機械補償式連續變焦光學系統自動設計，在程序內有兩個途徑，一個是在其“光學系統總體布局設計”的菜單內，另一個可在“機械補償光學系統設計”菜單內完成。二者各有不同方式和功能進行處理。在“機械補償光學系統設計”菜單內進行設計比較簡潔方便，使用“光學系統總體布局設計”菜單進行設計，是從系統總體布局角度，可以把系統設計得比較完善，可以在變焦系統的基礎上添加其他光學元件，比如轉像棱鏡
利用OCAD光學自動設計程序設計機械補償式連續變焦光學系統自動設計，在程序內有兩個途徑，一個是在其“光學系統總體布局設計”的菜單內，另一個可在“機械補償光學系統設計”菜單內完成。二者各有不同方式和功能進行處理。在“機械補償光學系統設計”菜單內進行設計比較簡潔方便，使用“光學系統總體布局設計”菜單進行設計，是從系統總體布局角度，可以把系統設計得比較完善，可以在變焦系統的基礎上添加其他光學元件，比如轉像棱鏡
光學系統總體布局設計方法10個月前
一、前言
光學系統，特別對一個比較復雜的光學系統，在系統設計初期就必須根據光學儀器總體要求利用光學系統基本結構元件，合理安排系統光路走向，完成光學系統總體布局設計，然后才是光學系統具體結構設計，像差平衡以致適當公差分配，最終獲得一個結果與性能俱佳的優質光學系統。一個較復雜的光學系統，往往不只是幾片簡單光學零件的組合，有時還可能是各種不同變焦系統結構，甚至還會有各種不同要求的多光譜，共軸或非共軸的多個子系統結合的多光路系統的融合
