本文關鍵詞：波狀前緣翼動態(tài)失速控制數(shù)值研究

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【摘要】：失速是飛行器在飛行過程中比較常見的現(xiàn)象,危害巨大。而通過動態(tài)失速,可以提升翼型在大攻角時的流動特性和氣動性能。已有研究表明,波狀前緣改進能延緩靜態(tài)翼的失速,而Gurney擾流板能顯著提升靜態(tài)翼的失速前的升力。而能否通過波狀前緣改進、及其與Gurney擾流板的組合對動態(tài)失速進行有效控制則是一個全新的課題。本文采用OpenFOAM對前緣波狀和前緣光滑的翼型進行數(shù)值模擬。通過求解雷諾平均方程,采用k-ωSST湍流模型,揭示了波狀前緣改進在動態(tài)失速控制中的流動控制機理。探討了前緣形狀參數(shù)和運動參數(shù)(如拍動頻率,拍動幅度、轉(zhuǎn)軸位置等)在波狀前緣動態(tài)失速控制中的影響。研究了波狀前緣與波狀尾緣組合以及波狀前緣與Geuney擾流板組合的力學性能和流動特征提出更為有效的控制措施。研究表明,在波狀前緣深失速的動態(tài)失速控制中,由于波狀前緣會產(chǎn)生較強的法向渦和較弱的流向渦,復雜渦系的干擾使得其背風區(qū)的旋渦強度更強,且更加穩(wěn)定,其力學性能明顯優(yōu)于光滑前緣翼。增加前緣波幅,可以增加最大升力系數(shù),但是減小最小升力系數(shù),平均升力系數(shù)不變;轉(zhuǎn)軸前移或增加拍動幅度,可提高拍動波狀前緣翼升力,但是會降低提升率;在輕失速時,波狀前緣不利于動態(tài)失速控制。前緣波數(shù)、波狀尾緣以及前緣波長對力學性能幾乎沒有影響。采用波狀前緣與Gurney擾流板組合可以進一步提升波狀前緣翼在動態(tài)失速中的升力系數(shù),這是因為Gurney擾流板不僅可以增強下翼面正壓強,而且顯著增強上翼面法向渦和流向渦,復雜的渦系干擾使之更加穩(wěn)定,從而大幅提高升力。
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V211.41

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