翼型前緣對翼型動態(tài)氣動性能影響的數(shù)值分析
發(fā)布時間：2021-06-21 08:24
為研究前緣對翼型氣動性能影響,以NACA0012翼型為基礎(chǔ),通過曲線參數(shù)化方法改變翼型前緣吸力面及壓力面型線,設(shè)計了8種不同前緣的翼型,并采用SST k-ω湍流模型研究了翼型在俯仰運動過程中的動態(tài)失速特性。結(jié)果表明:翼型動態(tài)失速特性受翼型壓力面外形的影響較小;翼型吸力面加厚,將有效改善俯仰運動過程中的動態(tài)氣動性能;翼型前緣彎度上彎將加劇翼型失速現(xiàn)象;翼型前緣彎度下彎可在一定程度上有效抑制動態(tài)失速現(xiàn)象,且變形量越大,抑制效果越好。
【文章來源】：熱能動力工程. 2019,34(09)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：10 頁
【部分圖文】：
Hicks-Henne型函數(shù)Fig．1Hicks-Henneshapefunction
第9期鄒錦華，等:翼型前緣對翼型動態(tài)氣動性能影響的數(shù)值分析變，為將擾動限制在翼型前緣，并保證在翼型前0．4c位置處的連續(xù)性與光滑性，對Hicks-Henne型函數(shù)進行修正:fk(x)=0．4(1－x)0．25(1－2．5x)e－20x，k=10．4sin3［π(2．5x)e(k)］，k＞{1(5)式中:e(k)=ln0．5/lnxk，0≤xk≤1，xk=2．5x。改進后Hicks-Henne型函數(shù)如圖2所示，針對翼型前緣的參數(shù)化，改進后型函數(shù)不僅繼承了Hicks-Henne型函數(shù)的優(yōu)點，同時在x=0處的擾動不恒為零，有效增大了設(shè)計空間。圖2改進后Hicks-Henne型函數(shù)Fig．2ModifiedHicks-Henneshapefunction基于NACA0012翼型應(yīng)用改進后Hicks-Henne型函數(shù)在上、下翼面分別取型函數(shù)系數(shù)為c1～c5與c6～c10且設(shè)定xk(k=2，3，4，5)為0．01、0．1、0．3和0．6即改進后型函數(shù)分別放置在0．4c弦長前的1%、10%、30%和60%處，得到4類(8種)新翼型，其中每一類新翼型包含2種改變量。其外形與NA-CA0012翼型的對比結(jié)果如圖3所示。從圖中3(a)可以看出，修改翼型－1，2為增加NACA0012翼型0．4c弦長前壓力面的厚度，而且修改翼型－2的變化量比修改翼型－1的變化量更大。圖3(b)所示修改翼型－3，4與NACA0012翼型相比增加了0．4c弦長前吸力面的厚度。圖3(c)修改翼型－5，6為變形翼型在保持最大厚度不變的狀態(tài)下使NA-CA0012翼型0．4c弦長前向上彎曲，且修改翼型－6的變化量比變形翼型－5的變化量大?
械?不平衡作用，模擬動態(tài)失速時計算精度較高［1］。MinterFＲ提出SSTk－ω兩方程模型［20］，充分發(fā)揮了模式處理自由流動和模式處理壁面不平衡作用的思想，能夠較好地捕捉近壁面剪切層和流動分離區(qū)的流動特征［21］，表征湍流強度的湍流頻率ω方程的具體形式為［20］:dρωdt=??xj(μ+σωμt)?ω?x[]j+γνtτij?ui?xj－βρω2+2(1－F1)ρσ2ω1ω?k?xj?ω?xj(6)圖34類不同前緣翼型Fig．34differentleadingedgeairfoils·95·
【參考文獻】：
期刊論文
[1]分形尾緣葉片氣動性能及流場數(shù)值模擬[J]. 羅紅,李春,陽君,郝文星. 熱能動力工程. 2018(01)
[2]風(fēng)力機翼型氣動性能數(shù)值模擬方法研究[J]. 丁勤衛(wèi),李春,郝文星,葉舟. 能源工程. 2017(02)
[3]基于充氣前緣技術(shù)的旋翼翼型動態(tài)失速抑制[J]. 許和勇,邢世龍,葉正寅,馬明生. 航空學(xué)報. 2017(06)
[4]基于Isight的自適應(yīng)翼型前緣氣動優(yōu)化設(shè)計[J]. 周晨,王志瑾,支驕楊. 上海交通大學(xué)學(xué)報. 2014(08)
[5]風(fēng)力機翼型動態(tài)氣動特性粗糙度敏感性研究[J]. 周正,李春,葉舟,楊陽. 熱能動力工程. 2014(03)
[6]垂直軸風(fēng)力機動態(tài)特性及氣動性能[J]. 高偉,李春,葉舟,聶佳斌. 排灌機械工程學(xué)報. 2014(02)
[7]基于滑移網(wǎng)格的H型垂直軸動態(tài)氣動特性分析[J]. 高偉,李春,葉舟,聶佳斌. 流體機械. 2013(10)
[8]轉(zhuǎn)捩對風(fēng)力機翼型和葉片失速特性影響的數(shù)值模擬[J]. 鐘偉,王同光. 空氣動力學(xué)學(xué)報. 2011(03)
博士論文
[1]大型風(fēng)力機翼型氣動性能優(yōu)化研究[D]. 徐浩然.揚州大學(xué) 2015
本文編號：3240339
【文章來源】：熱能動力工程. 2019,34(09)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：10 頁
【部分圖文】：
Hicks-Henne型函數(shù)Fig．1Hicks-Henneshapefunction
第9期鄒錦華，等:翼型前緣對翼型動態(tài)氣動性能影響的數(shù)值分析變，為將擾動限制在翼型前緣，并保證在翼型前0．4c位置處的連續(xù)性與光滑性，對Hicks-Henne型函數(shù)進行修正:fk(x)=0．4(1－x)0．25(1－2．5x)e－20x，k=10．4sin3［π(2．5x)e(k)］，k＞{1(5)式中:e(k)=ln0．5/lnxk，0≤xk≤1，xk=2．5x。改進后Hicks-Henne型函數(shù)如圖2所示，針對翼型前緣的參數(shù)化，改進后型函數(shù)不僅繼承了Hicks-Henne型函數(shù)的優(yōu)點，同時在x=0處的擾動不恒為零，有效增大了設(shè)計空間。圖2改進后Hicks-Henne型函數(shù)Fig．2ModifiedHicks-Henneshapefunction基于NACA0012翼型應(yīng)用改進后Hicks-Henne型函數(shù)在上、下翼面分別取型函數(shù)系數(shù)為c1～c5與c6～c10且設(shè)定xk(k=2，3，4，5)為0．01、0．1、0．3和0．6即改進后型函數(shù)分別放置在0．4c弦長前的1%、10%、30%和60%處，得到4類(8種)新翼型，其中每一類新翼型包含2種改變量。其外形與NA-CA0012翼型的對比結(jié)果如圖3所示。從圖中3(a)可以看出，修改翼型－1，2為增加NACA0012翼型0．4c弦長前壓力面的厚度，而且修改翼型－2的變化量比修改翼型－1的變化量更大。圖3(b)所示修改翼型－3，4與NACA0012翼型相比增加了0．4c弦長前吸力面的厚度。圖3(c)修改翼型－5，6為變形翼型在保持最大厚度不變的狀態(tài)下使NA-CA0012翼型0．4c弦長前向上彎曲，且修改翼型－6的變化量比變形翼型－5的變化量大?
械?不平衡作用，模擬動態(tài)失速時計算精度較高［1］。MinterFＲ提出SSTk－ω兩方程模型［20］，充分發(fā)揮了模式處理自由流動和模式處理壁面不平衡作用的思想，能夠較好地捕捉近壁面剪切層和流動分離區(qū)的流動特征［21］，表征湍流強度的湍流頻率ω方程的具體形式為［20］:dρωdt=??xj(μ+σωμt)?ω?x[]j+γνtτij?ui?xj－βρω2+2(1－F1)ρσ2ω1ω?k?xj?ω?xj(6)圖34類不同前緣翼型Fig．34differentleadingedgeairfoils·95·
【參考文獻】：
期刊論文
[1]分形尾緣葉片氣動性能及流場數(shù)值模擬[J]. 羅紅,李春,陽君,郝文星. 熱能動力工程. 2018(01)
[2]風(fēng)力機翼型氣動性能數(shù)值模擬方法研究[J]. 丁勤衛(wèi),李春,郝文星,葉舟. 能源工程. 2017(02)
[3]基于充氣前緣技術(shù)的旋翼翼型動態(tài)失速抑制[J]. 許和勇,邢世龍,葉正寅,馬明生. 航空學(xué)報. 2017(06)
[4]基于Isight的自適應(yīng)翼型前緣氣動優(yōu)化設(shè)計[J]. 周晨,王志瑾,支驕楊. 上海交通大學(xué)學(xué)報. 2014(08)
[5]風(fēng)力機翼型動態(tài)氣動特性粗糙度敏感性研究[J]. 周正,李春,葉舟,楊陽. 熱能動力工程. 2014(03)
[6]垂直軸風(fēng)力機動態(tài)特性及氣動性能[J]. 高偉,李春,葉舟,聶佳斌. 排灌機械工程學(xué)報. 2014(02)
[7]基于滑移網(wǎng)格的H型垂直軸動態(tài)氣動特性分析[J]. 高偉,李春,葉舟,聶佳斌. 流體機械. 2013(10)
[8]轉(zhuǎn)捩對風(fēng)力機翼型和葉片失速特性影響的數(shù)值模擬[J]. 鐘偉,王同光. 空氣動力學(xué)學(xué)報. 2011(03)
博士論文
[1]大型風(fēng)力機翼型氣動性能優(yōu)化研究[D]. 徐浩然.揚州大學(xué) 2015
本文編號：3240339
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