在2.4 m跨聲速風(fēng)洞進(jìn)氣管路T型沖擊三通連接處和隔板位置,每隔一定時(shí)間會(huì)出現(xiàn)裂紋,影響了風(fēng)洞的安全穩(wěn)定運(yùn)行。為了解裂紋出現(xiàn)的原因,同時(shí)為改進(jìn)設(shè)計(jì)提供依據(jù),采用CFD（computational fluid dynamics）對風(fēng)洞現(xiàn)有三通和優(yōu)化方案進(jìn)行了對比�？刂品匠虨槿S黏性不可壓縮Navier-Stokes方程。結(jié)果表明:無隔板時(shí),三通內(nèi)的流動(dòng)為最常見的類型,支管內(nèi)存在3個(gè)分離區(qū),在轉(zhuǎn)向過程中形成第1分離區(qū),即馬蹄渦;隨后是第2分離區(qū),一對反向旋轉(zhuǎn)的旋渦,即Dean渦,及三通頂部壁面形成第3分離區(qū)。流場沿y=0 mm和z=0 mm平面基本呈對稱分布。有隔板時(shí),流場的左右和上下結(jié)構(gòu)均不對稱;在隔板和外側(cè)壁面間的角點(diǎn)形成范圍較小的駐渦,在支管內(nèi)形成不穩(wěn)定的螺旋狀分離渦,致使氣流振蕩,從而使得三通連接和隔板處管壁出現(xiàn)裂紋。根據(jù)上述流態(tài)設(shè)計(jì)了管路優(yōu)化方案和整流裝置,優(yōu)化后能有效減小或消除分離;其中去掉隔板最簡單易行,可以解決裂紋的問題。 

【文章來源】：航空動(dòng)力學(xué)報(bào). 2020,35(02)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

2.4 m風(fēng)洞進(jìn)氣管路示意圖

管道由上游入口管段A、下游左側(cè)出口管段B、下游右側(cè)出口管段C組成,B與C沿軸線呈對稱布置,管道直徑D都為1 700 mm。在對進(jìn)氣管路進(jìn)行建模時(shí),以管路入口流向?yàn)閤軸,垂直方向?yàn)閥軸,按右手坐標(biāo)系法則設(shè)定z軸建立坐標(biāo)系,將三通中心設(shè)定為坐標(biāo)原點(diǎn)。如圖2所示。圖中虛線表示隔板位置,隔板厚度為30 mm,沿x方向的長度為1 700 mm。1.1 計(jì)算網(wǎng)格

1.5 算法驗(yàn)證采用文獻(xiàn)[17]的U型管道驗(yàn)證對分離區(qū)識(shí)別的適用性,入口馬赫數(shù)為0.1,入口高度h、入口速度、入口密度為基準(zhǔn)的雷諾數(shù)為1.0×106。從圖3(圖中CFD指本文模擬結(jié)果,EXP.為試驗(yàn)結(jié)果)可以看到,CFD能準(zhǔn)確預(yù)測氣流在內(nèi)壁的摩擦阻力系數(shù)Cf分布(圖中s為從入口計(jì)算的內(nèi)側(cè)壁面的長度),數(shù)值模擬結(jié)果在峰值與變化趨勢上與試驗(yàn)值吻合較好,對分離點(diǎn)位置的預(yù)測比較準(zhǔn)確。因此本文的方法可以用于T型管的模擬。

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