A perspective on transonic buffet over an unswept finite wing
针对跨声速抖振低频不稳定性,基于BSCW机翼表面摩擦线演化与相关性分析,揭示了由反向旋转不稳定焦点促成的抖振胞形成与传播机制及其对压力分布的影响。
2025-09-16 physics.flu-dyn
On the co-existence of transonic buffet and separation-bubble modes for the OALT25 laminar-flow wing section
针对OALT25层流翼型的跨声速流动,通过尺度解析模拟和谱本征正交分解,揭示了跨声速抖振、分离泡等三类非定常模态的共存特性及雷诺数、马赫数对各模态的不同影响规律。
2022-09-21 physics.flu-dyn
Experimental investigation on the turbulent wake flow in fully-established transonic buffet conditions
跨音速飞行状态通常由跨音速抖振控制,这是一种高度非定常和复杂的激波/边界层干扰,涉及流场的主要部分。这种现象与压缩激波的大幅度周期性运动以及大尺度流动分离和间歇性再附着有关。由于所产生的全局流动拓扑的大尺度变化,翼型或机翼的湍流尾流也受到严重影响,并且尾流冲击的下游的任何空气动力学装置也受到严重影响。为了分析和理解尾迹的湍流结构和动力学,我们对超临界OAT 15 A翼型在跨音速抖振条件下的近尾迹进行了全面的实验研究,弦雷诺数为2 mio。速度场测量结果表明,抖振模态对翼型吸力面边界流场和尾流都有严重的全局影响。流动间歇性地强烈分离,具有延伸到尾流中的显著动量赤字。抖振运动引起严重的扰动和湍流的变化,如根据雷诺剪应力和RMS值的相平均湍流量所示。利用高速聚焦纹影序列分析了下游对流波动和湍流结构的光谱性质。对后缘附近涡脱落的功率谱密度的分析表明,主频率比与激波抖振有关的主频率高一个数量级。结果表明,剪切层的拍动运动是伴随着冯卡门型涡街的波动强度的形成。这些尾流结构和动力学将影响受尾流影响的任何下游空气动力学装置。
2023-01-15 physics.flu-dyn
Transonic buffet characteristics under conditions of free and forced transition
跨音速抖振通常与涉及翼型和机翼上激波/边界层干扰的自持流动不稳定性有关。根据激波脚上游边界层的状态,这种现象可分为层流或紊流,并提出了这两种类型的不同机理。已知湍流情况与全局线性不稳定性有关。在这里,大涡模拟是第一次使用,使两种类型的直接比较,通过检查自由和强制过渡条件。还基于雷诺平均纳维-斯托克斯方程对强迫转捩情况进行了相应的模拟,以与尺度解析方法进行比较,并将研究结果与现有文献联系起来。相干流功能进行审查,使用基于数据的频谱适当的正交分解的时间推进的结果和运营商为基础的全球线性稳定性和预解式分析内的平均Navier-Stokes框架。结果表明,两种抖振类型(以及空气动力学建模层次的两个层次)的基本动态特征保持不变,表明这两种抖振类型是由相同的基本机制引起的。
2022-08-22 physics.flu-dyn
Effect of Tripping and Domain-Width on Transonic Buffet on Periodic NASA-CRM Airfoils
Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA)(日本宇宙航空研究开发机构)
针对周期性NASA-CRM翼型开展高保真模拟,探究边界层绊线振幅与展向域宽对跨声速抖振的影响,明确了不同状态下的抖振特征与展宽选取准则。
2024-01-26 physics.flu-dyn
High-fidelity study of three-dimensional turbulent transonic buffet on wide-span infinite wings
本研究对NASA-CRM翼型在高达$AR=3$的展弦比下进行了高保真模拟,揭示了三维跨声速抖振的时空结构和分离泡特征,发现三维特性在低升力相位和广泛平均流动分离时最为显著。
2024-06-03 physics.flu-dyn
Transonic aeroelasticity: a new perspective from the fluid mode
在跨音速范围内,气动弹性问题与亚音速和超音速情况相比具有许多独特的特点。虽然在这一领域已经进行了大量的研究,但这些复杂现象的潜在机制尚未得到清楚的理解,这给现代飞机的设计和使用带来了挑战。本文综述了近年来跨音速非经典气动弹性问题的研究进展,包括跨音速嗡鸣、跨音速抖振起始的减弱、跨音速抖振响应和跨音速抖振流中的频率锁定现象。在介绍了非定常气动力和气动弹性问题的研究方法后,从流体模型的角度讨论了这些现象的动力学特征和物理机制。在基于降阶模型的框架下,可以清晰地捕捉到主导流体模态(或特征值)及其与结构模型的耦合过程。流动的非线性被认为是造成跨音速气动弹性问题复杂性的原因。事实上,这一评论表明,复杂性在于跨音速区流动稳定性的降低。在这种情况下,流体模态成为耦合过程的主要部分,导致流体模态本身或结构模态的不稳定,从而成为各种跨音速气动弹性现象的根本原因。
2020-01-14 physics.flu-dyn
Transonic buffet and incompressible low-frequency oscillations at high Reynolds numbers
本研究通过高雷诺数(Re=1e7)下的不可压缩与可压缩URANS模拟及SPOD分析,证明跨声速抖振与低频振荡共享同一机制,且无需激波或可压缩性,其根源在于流动分离,为扩展飞行包线提供了控制策略依据。
2025-09-25 physics.flu-dyn
Mechanisms of transonic buffet over supercritical airfoils revealed by direct numerical simulations
Stanford University(斯坦福大学)
通过直接数值模拟揭示超临界翼型跨声速抖振机制:识别出单一主导全局模态,并阐明激波-声波反馈回路(含两条传播路径)如何维持抖振周期,统一了抖振的物理图景。
2026-09-24 physics.flu-dyn
Scale-resolving simulations and data-driven modal analysis of turbulent transonic buffet cells on infinite swept wings
Japan Aerospace Exploration Agency(日本宇宙航空研究开发机构)
研究通过跨尺度模拟和数据驱动模态分析,探讨了无限展弯翼上跨音速脉动细胞的二维和三维特性,揭示了展弯对分离模式频率和能量的影响,以及平均分离对三维脉动动态的重要性。
2026-04-08 physics.flu-dyn
Compact representation of transonic airfoil buffet flows with observable-augmented machine learning
Department of Aerospace Engineering, Graduate School of Engineering, Tohoku University(东北大学研究生院工学研究部航空宇宙工程学)
本研究利用机器学习提取跨音速机翼 buffet 的低维表示,通过升力增强自编码器实现低阶建模,展示了在高雷诺数下对升力相位动态的合理估计。
2025-09-22 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Studies of Transonic Aircraft Flows and Prediction of Initial Buffet Onset Using Large-Eddy Simulations
本研究采用含动态亚格子与平衡壁面模型的大涡模拟方法,研究NASA跨声速CRM模型绕流,明确转捩、安装系统、网格等因素的影响并提出最佳实践,同时验证了LES对NACA 0012翼型初始抖振的预测能力。
2024-07-09 physics.flu-dyn
A Numerical Investigation of the Aeroelastic Interaction between Transonic Buffet and Structural Nonlinearity
本文首次通过URANS模拟结合二自由度翼型模型,研究跨声速激波抖振与俯仰自由间隙非线性结构的耦合,发现结构非线性可诱导2:1和3:1超谐波气动锁定及大振幅沉浮极限环,并系统分析了质量比和结构阻尼的影响,为跨声速气动弹性失稳提供了新机制。
2025-05-05 physics.data-an physics.flu-dyn
Physics-Assisted Reduced-Order Modeling for Identifying Dominant Features of Transonic Buffet
Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学);Shanghai Aircraft Design and Research Institute(上海飞机设计研究院)
本文提出PAVAE模型结合无监督降阶建模与物理分类器识别跨声速抖振主导特征,发现单一潜空间可准确判定抖振状态,并提出80%弦向位移厚度指标实现98.5%分类准确率。
2023-05-23 cs.LG physics.flu-dyn
Transonic Buffet Modeling via Invariant Manifolds
Delft University of Technology(代尔夫特理工大学);DLR (German Aerospace Center)(德国航空航天中心)
本文提出一种基于不变流形的降阶模型,用于准确预测亚音速湍流的非线性演化,通过数据驱动方法实现对完整流动场的高效建模。
2026-02-10 math.DS physics.flu-dyn
Neural Differential Equations for Oscillatory Flows in Aeroelasticity Applied to Transonic Buffet
Duke University(杜克大学);RMIT University(皇家墨尔本理工大学)
针对自激气动流引发的气弹不稳定性预测难题,提出结合非线性流体振荡器等的神经微分方程降阶模型,经单个CFD模拟识别后与结构方程耦合,用于跨声速抖振预测,结果与全阶解吻合良好,为多模态气弹不稳定性提供新见解。
2026-08-04 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Mach and Reynolds Number Effects on Transonic Buffet on the XRF-1 Transport Aircraft Wing at Flight Reynolds Number
本研究通过欧洲跨声速风洞试验,探究了马赫数和雷诺数对XRF-1运输机翼跨声速抖振的影响,识别了抖振起始特征及激波传播速度范围,为飞行包线边界的气动设计提供了数据支撑。
2022-12-14 physics.flu-dyn
Aeroelastic Reduced-Order Model Differential Equations in Transonic Buffeting Flow
RMIT University(皇家墨尔本理工大学);Duke Universirty(杜克大学)
本文提出一种结合非线性振子动力学与Volterra理论的新型非线性不稳气动降阶模型,用于准确模拟气弹激振现象。
2026-02-27 physics.comp-ph physics.data-an physics.flu-dyn
Global instability of wing shock buffet
在跨音速飞行中遇到的机翼激波抖振仍然是一个未解决的和有争议的流动现象,挑战基础流体力学和应用飞机空气动力学。本文讨论了全球不稳定性导致流动不稳定的问题。它是第一次表明,初期三维冲击抖振是由一个单一的不稳定的线性本征模式与其空间结构描述先前报道的抖振细胞的动态。提出了一种内-外Krylov方法,利用平移-反转谱变换和稀疏迭代线性求解器迭代求解大规模特征值问题。所建立的数值策略与工业流动求解器意味着一个实际的非典型的测试情况下,高$Re$流条件下可以进行调查。本文研究了一种现代机翼设计,它具有公开的几何形状和试验数据,以供代码验证。数值结果可以利用路由流控制和模型简化。
2018-06-19 physics.flu-dyn
Towards high-accuracy deep learning inference of compressible turbulent flows over aerofoils
Technical University of Munich(慕尼黑工业大学)
本文研究了用深度神经网络精确推导二维翼型绕流的雷诺平均Navier-Stokes方程解。我们的方法产生的网络,学习生成精确的流场为不同的贴体,结构化的网格,通过为他们提供相应的映射到一个规范的空间的解决方案的编码。我们将深度神经网络模型应用于随机给定攻角和雷诺数的不可压缩流的基准案例,与以前的工作相比,实现了一个数量级以上的改进。此外,对于跨音速流动情况,深度神经网络模型准确预测高雷诺数下的复杂流动行为,例如激波/边界层相互作用,以及压力系数、表面摩擦系数等定量分布以及翼型下游的尾流总压剖面。提出的深度学习方法显着加快了流场的预测速度,并有望实现快速的空气动力学设计。
2022-11-16 cs.LG physics.flu-dyn
Variational mode decomposition analysis of the relationship between low-frequency shock-wave oscillations and buffet cells
本研究利用VMD-NCS方法分析NASA通用研究模型的非定常压敏漆数据,揭示抖振胞元振幅与边界层分离状态相关而非直接耦合于低频激波振荡,验证了该方法在非平稳流体现象分析中的有效性。
2025-09-19 physics.flu-dyn
Impact of Engine Nacelle Flow on Buffet
本研究通过壁面建模LES模拟OAT15A翼型在抖振条件下的流动,发现UHBR发动机短舱激波与翼型激波共享动态模态,削弱翼型激波强度并降低抖振发展程度。
2024-03-19 physics.flu-dyn
Open-Source Parametric Airfoils to Study Geometric Effects on Buffet
本研究开发了基于少量参数的高阶连续翼型构建方法,通过大涡模拟探究翼型四个关键几何参数对跨声速抖振的影响,证实不同边界层状态下抖振敏感性相似,且提供开源翼型几何数据。
2024-10-08 physics.flu-dyn
Grey area in Embedded WMLES on a transonic nacelle-aircraft configuration
本文在跨声速飞机-短舱构型上应用嵌入式WMLES方法研究激波诱导分离,通过合成湍流发生器缩短RANS-LES适应区,并利用4.2亿点网格验证了方法适用性,同时指出STG下游适应区限制了其在激波抖振中的应用。
2023-01-12 physics.flu-dyn
Direct Numerical Simulation of Transonic Flows Induced Pitching of NACA Airfoil
Department of Mechanical Engineering, IIT(ISM) Dhanbad(印度理工学院(ISM)达纳巴德机械工程系)
通过DNS研究NACA0012翼型跨声速俯仰流动,发现约化速度影响气动载荷与耦合频率,U*=2时流动主导,U*=8时结构主导。
2026-10-06 physics.flu-dyn
A meshless method for compressible flows with the HLLC Riemann solver
HLLC Riemann解算器可以同时解决激波和接触不连续性问题,是计算流体动力学界研究可压缩流动问题的常用网格方法。虽然它被报道用于无网格方法,关键的信息和程序,以实现这一计划的框架内的无网格方法没有得到充分澄清。此外,无网格HLLC求解器处理可压缩液体流动的能力还不完全清楚,因为很少有相关的研究报告。因此,在这项研究中,进行了全面的调查维非分裂HLLC黎曼解的最小二乘无网格方法。采用加强气体状态方程使该方法能够有效地处理单相气体和/或液体,而直接将理想气体状态方程应用于可压缩液体流动可能会遇到很大的困难,在关联状态变量。欧拉方程的空间导数由最小二乘近似计算,通量项由HLLC格式在维非分裂模式中计算。完成了气液激波管、圆柱运动激波、通道内超声速流动和翼型跨音速外流场的数值模拟。目前的方法是通过广泛的比较所产生的数值结果与各种可用的数据,如精确解,有限体积网格法的结果,实验测量或其他参考结果进行验证。
2014-02-11 physics.comp-ph physics.flu-dyn