翼型分離流控制是當(dāng)前流體力學(xué)最熱門的研究領(lǐng)域,對飛機大迎角飛行、短距起降以及飛行安全等具有較大的理論意義和經(jīng)濟價值,本文提出了一種新型流動控制技術(shù)——流動偏轉(zhuǎn)翼控制技術(shù)。流動偏轉(zhuǎn)翼的基本思想是使來流方向偏轉(zhuǎn),流動偏轉(zhuǎn)翼外形選用高升力翼型。首先,論文選擇30P30N作為流動偏轉(zhuǎn)翼翼型并對其流動特性進行研究,結(jié)果表明偏轉(zhuǎn)翼可使來流方向偏轉(zhuǎn)15°以上,驗證了其基本思想的正確性。其次,論文通過數(shù)值模擬計算與正交設(shè)計相結(jié)合的方法,以推遲失速攻角和提高升力為目標(biāo)對偏轉(zhuǎn)翼進行了多參數(shù)優(yōu)化,得到最優(yōu)的偏轉(zhuǎn)翼參數(shù)狀態(tài),使控制翼型的失速攻角推遲5°左右,最大升力系數(shù)提高10%,并得到單位水平影響量最大的參數(shù)為偏轉(zhuǎn)翼安裝角。進一步改變安裝角進行影響特性研究,結(jié)果表明流動偏轉(zhuǎn)翼在一定的安裝角范圍內(nèi)是具有抑制分離以及增加升力的效果,在此范圍之內(nèi)隨著安裝角增加,分離推遲,升力先增加后較少,阻力一直增大。再則,論文對被控制翼型吸力面流動方向變化規(guī)律、邊界層穩(wěn)定性以及表面摩擦特性進行研究,探究出流動偏轉(zhuǎn)翼的控制機理:偏轉(zhuǎn)翼可使來流流動方向向翼型吸力面偏轉(zhuǎn);增加了邊界層底層的速度大小,使邊界層速度型更加飽滿,速度型形狀... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

零質(zhì)量射流激勵器示意圖

圖1.1 零質(zhì)量射流激勵器示意圖[9]圖1.2 零質(zhì)量射流壓強以及渦量等值線圖[9]國內(nèi)外許多相關(guān)研究單位和部門，例如美國的國家航空航天局、空軍科學(xué)研究局、波音公司等，國內(nèi)的南京航空航天大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、清華大學(xué)以及中國空氣動力學(xué)發(fā)展研究中心等，都在積極開展關(guān)于零質(zhì)量射流方面的數(shù)值模擬研究、風(fēng)洞試驗研究。相較于國內(nèi)還處于基礎(chǔ)研究階段，國外的零質(zhì)量射流研究已經(jīng)從實驗室基礎(chǔ)研究逐步進入到工程應(yīng)用階段。國內(nèi)的研究對象是以二維翼型居多，對于三維飛行器方面的研究較少；研究領(lǐng)域方面：流動分離控制、翼型增升、激勵器參數(shù)對控制效果的影響較多，而飛行控制問題、激勵器參數(shù)的優(yōu)化方面較少。進行數(shù)值模擬研究合成射流控制對翼型上的分離和失速的影響包括：Sang Hoon Kim 和Chongam[10]發(fā)現(xiàn)，通過改變多位置合成射流的相位角，用多陣列合成射流獲得高度可控的流動特性。Sandeep Eldho James 等人[11]分析了 NACA0012 和 LA203A 翼型周圍的流動

要是利用等離子體在電磁場中發(fā)生運動變化或者氣體放電部施加擾動，達(dá)到飛行器增升減阻的目的。等離子體激勵器結(jié)構(gòu)簡單、功率低等。在飛行器主動流動控制方面的應(yīng)用器在主動流動控制方面主要包括以下幾種：介質(zhì)阻擋放電合成射流激勵器（PSJ）。對于 DBD 來說，按照驅(qū)動電壓C-DBD）和納秒脈沖驅(qū)動（NS-DBD）。并且從作用機理的種不同的等離子體激勵器。動控制原理是通過注入動量，以射流的形式擾動流場。當(dāng)空氣被電離，由于電場力的存在，被電離產(chǎn)生的帶電粒子體分子發(fā)生碰撞，也就對于這一區(qū)域的氣流產(chǎn)生誘導(dǎo)作用ORKE T C 等人[16]對于其基本特性已經(jīng)做了相關(guān)研究；BE器在大迎角機翼流動分離中的控制；PATEL M P 等人[18]關(guān)研究；FENG L H，JUKES T N 等人[19]也對于等離子體相關(guān)的實驗研究。圖 1.3 給出的是 DBD 等離子體激勵器 激勵器產(chǎn)生的射流速度矢量圖。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]柔性結(jié)構(gòu)氣彈效應(yīng)在流動控制中的應(yīng)用及進展[J]. 張家忠,劉雁,孫旭,陳嘉輝,王樂.  力學(xué)進展. 2018(00)
[2]基于前緣縫翼微型后緣裝置的多段翼型被動流動控制[J]. 張振輝,李棟,楊茵.  航空學(xué)報. 2017(05)
[3]等離子體流動控制技術(shù)原理及典型應(yīng)用[J]. 史志偉,杜海,李錚,陸紀(jì)椿,蔣旋.  高壓電器. 2017(04)
[4]Parametric analyses for synthetic jet control on separation and stall over rotor airfoil[J]. Zhao Guoqing,Zhao Qijun.  Chinese Journal of Aeronautics. 2014(05)
[5]轉(zhuǎn)捩對S809翼型氣動特性影響的數(shù)值模擬[J]. 鐘偉,王同光,王強.  太陽能學(xué)報. 2011(10)
[6]微型渦流發(fā)生器控制增升裝置流動分離研究[J]. 褚胡冰,張彬乾,陳迎春,李亞林.  西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2011(05)
[7]微型后緣裝置增升效率及幾何參數(shù)影響研究[J]. 褚胡冰,張彬乾,陳迎春,李亞林.  航空學(xué)報. 2012(03)
[8]增升減阻流動控制技術(shù)的數(shù)值模擬研究[J]. 石清,李樺.  空氣動力學(xué)學(xué)報. 2011(03)
[9]流動偏轉(zhuǎn)器對機翼失速特性的控制[J]. 周立勝,明曉,白亞磊.  空氣動力學(xué)學(xué)報. 2011(01)
[10]實體鼓包改進超臨界翼型跨聲速氣動特性研究[J]. 陶洋,林俊,屠恒章,王元靖.  空氣動力學(xué)學(xué)報. 2007(01)

博士論文
[1]超聲速流動分離及其控制的試驗研究[D]. 張慶虎.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013

碩士論文
[1]零質(zhì)量射流流場數(shù)值模擬方法研究[D]. 石雅楠.南京航空航天大學(xué) 2015



本文編號：2985162