根据提供的文件内容,我们可以探讨以下几个与流体力学和航空工程相关的关键知识点:
1. 大攻角飞行与非对称涡流动:当飞行器在大攻角(即飞行器纵轴与来流方向的夹角较大)飞行时,空气绕流流场通常呈现复杂的非定常分离流动和旋涡运动。这种复杂的流场结构在飞机前体形成非对称的涡流动,对飞行器的空气动力性能产生重大影响。
2. 机翼摇滚现象:机翼摇滚是指在某些飞行状态下,机翼会围绕其展向或纵向轴线出现周期性的偏转、旋转或摇摆现象。这是飞行器在大攻角飞行时经常遇到的非预期非线性飞行动力学现象之一,可能会导致飞行控制难度增大,甚至影响飞行安全。
3. 细长旋成体前机身与后掠机翼的组合:文中提到的翼身组合体模型包括了细长旋成体前机身与30度后掠机翼。这种组合是现代高性能战斗机常见的气动布局设计,有利于提升飞行器在高速和大攻角飞行时的气动性能,但同时也会增加机翼摇滚现象出现的复杂性。
4. 静态流场测量与单极限环运动形态:通过对特定静态状态下的流场进行测量,可以分析出在机翼摇滚运动历程中流场的演化特性。单极限环振荡是指机翼摇滚运动中存在一种稳态振荡形式,机翼在摇滚过程中倾向于围绕某一特定的振荡幅度和频率进行周期性运动。
5. 零侧滑状态下的流动非对称与机翼摇滚的关系:零侧滑是指飞行器既无横向滑动也无侧向倾覆的状态。在零侧滑状态下,流动的非对称性是导致机翼摇滚的关键因素之一。同时,横向静稳定性是影响流动出现单极限环振荡的重要因素。这表明,机翼摇滚与飞行器的横向稳定性密切相关。
6. 实验背景:文中提到的实验在北京航空航天大学的D4低速风洞中进行,来流雷诺数(Re=1.61e5)处于亚临界状态。雷诺数是一个描述流体流动惯性力与粘性力比值的无量纲数,对实验中观察到的现象有重要影响。
7. 翼身组合体分类与机翼摇滚运动:学者Ericsson基于飞行器气动布局的不同特点,对机翼摇滚运动进行了分类。其中,小后掠机翼与细长前体的翼身组合体在大攻角下的摇滚现象是比较典型的一种。
8. 大攻角空气动力学研究:王延奎教授的主要研究方向为大攻角空气动力学,这表明了学术界对于大攻角飞行条件下的复杂流体力学问题的重视和深入研究。
这些知识点涵盖了从机翼摇滚现象的成因、非对称涡流动对飞行器稳定性的影响,到实验条件与机翼摇滚分类等多个方面,是航空工程和流体力学研究的重要内容。