翼型低雷诺数层流分离诱导转捩对再附效应的作用机理

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11672282
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0903.空气动力学
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Laminar separation bubble is the characteristic feature of airfoils at low Reynolds number, which contains the complex phenomenon, such as laminar separation, transition and reattachment. The formation and subsequent turbulent breakdown of laminar separation bubble have long been known to be detrimental to the performance of airfoils, directly affecting endurance and degrading handling and stability of aircrafts. As has been shown in lots of study, the classic laminar separation bubble and attachment effects are the results of time average. The structures and behavior of laminar separation phenomenon have the property of severe nonlinearity and intense unsteadiness, and the transition process is quite different from the natural and bypass transition. So investigating the mechanism of the laminar separation-induced transition and its effect to the time-averaged reattachment is of prominent value in academic as well as great significance in engineering by understanding the reasons for the deterioration of aerodynamic characteristics and inhibition of it. The present project intends to utilise large eddy simulation, , combined with the theory analysis and the low turbulence wind tunnel tests to investigate laminar separation phenomenon on Low-Reynolds-Number airfoils, in order to understand the effects of attack angle and Reynolds number on the flow structures and aerodynamic characteristics. Further insight into the mechanism of separation induced transition and time-averaged attachment effect will be gained, as well as the generation and evolution mechanism of the long and trailing edge laminar separation bubbles, providing theoretical support for the design and flow control of low Reynolds number airfoils.
层流分离泡是翼型低雷诺数流动的典型特征,包括层流分离、转捩、再附等复杂流动现象。层流分离泡的形成、演化及破碎会严重损害翼型气动特性,直接影响飞行器的气动性能和操稳特性。大量研究表明,经典的层流分离泡及再附效应是非定常流动结构的时均化结果,层流分离现象具有强烈的非定常和非线性效应,其转捩过程与“自然转捩”和“旁路转捩”具有明显差异。因此,研究低雷诺数层流分离诱导的转捩机理及其对再附效应的作用机制具有显著的学术意义,对于认识低雷诺数气动特性恶化的原因并加以抑制具有重要的工程价值。本项目拟采用大涡模拟、理论分析和低湍流度风洞试验相结合的方法对翼型低雷诺数层流分离现象进行细致研究,认识迎角及雷诺数对流场结构和气动特性的影响规律,揭示层流分离诱导的转捩过程及其对时均化再附效应的作用机理,认清“长层流分离泡”与“后缘层流分离泡”的转捩特征及演化触发机制,为低雷诺数翼型设计以及流动控制提供理论支撑。

结项摘要

低雷诺数层流分离流动是高空长航时无人机、临近空间太阳能飞行器和微小型飞行器等飞行器中广泛存在的流动现象。层流分离流动包含层流分离、转捩、再附等复杂流动现象,会严重损害翼型气动特性,并直接影响飞行器的气动性能和操纵性和稳定性。项目结合数值模拟与风洞试验方法,对翼型低雷诺数层流分离现象开展了机理性研究,首先发展了适用翼型低雷诺数分离流动的大涡模拟方法,为复杂流动精细化数值模拟及流动机理性研究建立了有效手段。然后,重点对比分析了迎角及雷诺数对层流分离现象及转捩过程的影响,掌握了迎角及雷诺数对翼型气动特性的影响规律及其作用机理,探索了翼型层流分离流动诱导转捩及对再附效应的作用机理,认识了不同形态时均“分离泡”的转捩特征及演化触发机制。最后,开展了低湍流度风洞试验测试研究,获得平均流动速度型、速度脉动幅值及其频谱,并对数值模拟结果进行了验证。项目研究工作获得了翼型低雷诺数分离流动的深入认识,厘清了层流分离、转捩再附流动结构与时均化分离泡形态及气动特性的关系,为低雷诺数飞行器气动特性预测及气动设计提供了理论支撑。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
不同雷诺数下翼型气动特性及层流分离现象演化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    航空学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘强;刘强;白鹏;李锋
  • 通讯作者:
    李锋
满足几何守恒律的WENO格式及其应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    朱志斌;杨武兵;禹旻
  • 通讯作者:
    禹旻
翼型低雷诺数层流分离现象随雷诺数的演化特征
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    航空学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    朱志斌;尚庆;白鹏;刘强
  • 通讯作者:
    刘强
低雷诺数翼型层流分离现象大涡模拟方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    空气动力学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    朱志斌;刘强;白鹏
  • 通讯作者:
    白鹏

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  • 作者:
    白鹏;陈钱;刘欣煜;李锋;Bai Peng~(3) Chen Qian Liu Xinyu Li Feng (China Ac
  • 通讯作者:
    Bai Peng~(3) Chen Qian Liu Xinyu Li Feng (China Ac

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    257.00 万元
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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