本文關(guān)鍵詞：扇翼飛行器氣動(dòng)原理研究

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【摘要】：扇翼飛行器的升、推力系統(tǒng)由固定機(jī)翼和嵌入其前緣上部的橫流風(fēng)扇組成。旋轉(zhuǎn)的橫流風(fēng)扇使得扇翼周圍的流場(chǎng)較為復(fù)雜,既有扇翼外部的繞流流動(dòng)、又有扇翼內(nèi)部的渦旋流動(dòng),還有一部分氣流被葉片以較高的速度排出。這加大了從理論方面對(duì)扇翼氣動(dòng)原理進(jìn)行研究的難度。因此,國(guó)內(nèi)外研究人員主要從數(shù)值模擬和風(fēng)洞試驗(yàn)兩個(gè)方面對(duì)扇翼氣動(dòng)特性進(jìn)行研究。然而,為了掌握扇翼飛行器的原理,有必要對(duì)其進(jìn)行深入的理論分析。本文在已有的扇翼飛行器研究成果的基礎(chǔ)上,根據(jù)扇翼的幾何特征及其周圍空氣復(fù)雜的流動(dòng)特性,將扇翼氣動(dòng)原理研究問(wèn)題分解成四類具有代表性的空氣動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。分別利用滑流理論、葉素理論、渦流理論、翼型理論等方法對(duì)這四類問(wèn)題進(jìn)行理論研究。第一,根據(jù)扇翼的排氣特征,建立扇翼滑流模型,并利用動(dòng)量理論分析扇翼滑流產(chǎn)生的氣動(dòng)力及消耗功率。第二,利用葉素理論,對(duì)扇翼葉片周圍的氣流環(huán)境及其受力情況進(jìn)行分析,求得扇翼葉片的氣動(dòng)力及消耗功率。第三,利用渦運(yùn)動(dòng)理論,分析扇翼內(nèi)部偏心渦特性,并將扇翼前緣弧形槽上表面空氣流動(dòng)簡(jiǎn)化為平行平板間的流動(dòng),分析在偏心渦和葉片旋轉(zhuǎn)共同影響下,弧形槽產(chǎn)生的壓差升推力。第四,根據(jù)扇翼的繞流特征,將扇翼的固定機(jī)翼和橫流風(fēng)扇看做一個(gè)整體去研究,形成扇翼的厚翼型模型,利用翼型理論分析扇翼厚翼型的升推力。最后,本文分析了不同分析方法之間的聯(lián)系,總結(jié)各部分的分析結(jié)果,求得扇翼的升推力系數(shù)及需用功率,并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析。
【關(guān)鍵詞】：扇翼 氣動(dòng)原理 滑流理論 葉素理論 渦流理論 翼型理論
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V211
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 注釋表12-13
• 第一章 緒論13-18
• 1.1 引言13-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容16-18
• 第二章 扇翼滑流氣動(dòng)力分析18-25
• 2.1 概述18
• 2.2 扇翼滑流模型的建立18-19
• 2.3 扇翼滑流分析方法19-20
• 2.4 扇翼滑流誘導(dǎo)速度計(jì)算20-22
• 2.5 扇翼滑流氣動(dòng)力計(jì)算22-24
• 2.6 本章小結(jié)24-25
• 第三章 扇翼葉片氣動(dòng)力分析25-46
• 3.1 概述25
• 3.2 葉素的選取及坐標(biāo)系的定義25-26
• 3.3 葉素周圍空氣流動(dòng)分析26-27
• 3.4 葉素受力分析27-30
• 3.5 葉片氣動(dòng)力與功率分析30-45
• 3.6 本章小結(jié)45-46
• 第四章 扇翼內(nèi)部渦旋運(yùn)動(dòng)分析46-56
• 4.1 概述46
• 4.2 扇翼內(nèi)部偏心渦模型的建立46-52
• 4.2.1 偏心渦運(yùn)動(dòng)的數(shù)值模擬46-50
• 4.2.2 偏心渦誘導(dǎo)速度的確定50-52
• 4.3 前緣弧形槽氣動(dòng)力分析52-55
• 4.3.1 偏心渦對(duì)弧形槽上表面流動(dòng)的影響52
• 4.3.2 葉片旋轉(zhuǎn)對(duì)弧形槽上表面流動(dòng)的修正52-53
• 4.3.3 弧形槽壓差升推力分析53-55
• 4.4 本章小結(jié)55-56
• 第五章扇翼厚翼型氣動(dòng)力分析56-64
• 5.1 概述56-57
• 5.2 扇翼厚翼型氣動(dòng)特性的分析57
• 5.3 扇翼厚翼型數(shù)值模擬57-61
• 5.4 扇翼升阻力系數(shù)的確定61-62
• 5.5 本章小結(jié)62-64
• 第六章 扇翼氣動(dòng)原理總結(jié)與對(duì)比分析64-84
• 6.1 概述64
• 6.2 扇翼滑流、葉素分析結(jié)果及其對(duì)比分析64-67
• 6.3 扇翼氣動(dòng)原理總結(jié)67-68
• 6.4 扇翼氣動(dòng)力及功率的理論計(jì)算與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析68-80
• 6.4.1 氣動(dòng)力及功率隨轉(zhuǎn)速的變化68-71
• 6.4.2 氣動(dòng)力及功率隨來(lái)流速度的變化71-73
• 6.4.3 氣動(dòng)力及功率隨葉片安裝角的變化73-77
• 6.4.4 氣動(dòng)力及功率隨前緣開(kāi)口角的變化77-80
• 6.5 扇翼氣動(dòng)力及功率的理論計(jì)算與數(shù)值模擬結(jié)果對(duì)比分析80-82
• 6.6 本章小結(jié)82-84
• 第七章 結(jié)束語(yǔ)84-86
• 7.1 本文的主要工作84
• 7.2 后續(xù)研究展望84-86
• 參考文獻(xiàn)86-88
• 致謝88-89
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文89

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

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3 蔣甲利;牛中國(guó);劉捷;許相輝;;扇翼飛行器機(jī)翼布局研究[J];航空科學(xué)技術(shù);2009年03期

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1 吳浩東;風(fēng)扇翼內(nèi)部偏心渦特性研究[D];南京航空航天大學(xué);2012年

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本文編號(hào)：1107011