基于偏转翼的翼型分离流控制研究

论文摘要

翼型分离流控制是当前流体力学最热门的研究领域,对飞机大迎角飞行、短距起降以及飞行安全等具有较大的理论意义和经济价值,本文提出了一种新型流动控制技术——流动偏转翼控制技术。流动偏转翼的基本思想是使来流方向偏转,流动偏转翼外形选用高升力翼型。首先,论文选择30P30N作为流动偏转翼翼型并对其流动特性进行研究,结果表明偏转翼可使来流方向偏转15°以上,验证了其基本思想的正确性。其次,论文通过数值模拟计算与正交设计相结合的方法,以推迟失速攻角和提高升力为目标对偏转翼进行了多参数优化,得到最优的偏转翼参数状态,使控制翼型的失速攻角推迟5°左右,最大升力系数提高10%,并得到单位水平影响量最大的参数为偏转翼安装角。进一步改变安装角进行影响特性研究,结果表明流动偏转翼在一定的安装角范围内是具有抑制分离以及增加升力的效果,在此范围之内随着安装角增加,分离推迟,升力先增加后较少,阻力一直增大。再则,论文对被控制翼型吸力面流动方向变化规律、边界层稳定性以及表面摩擦特性进行研究,探究出流动偏转翼的控制机理:偏转翼可使来流流动方向向翼型吸力面偏转;增加了边界层底层的速度大小,使边界层速度型更加饱满,速度型形状因子12减小,提升速度型稳定性和抗分离能力;增加了表面摩擦系数的大小,进一步佐证偏转翼可以增加边界层法向速度梯度,提升抗分离能力。最后,为了研究流动偏转翼的通用性,论文对NACA0012和S809翼型进行了分离流控制研究,结果表明流动偏转翼使NACA0012翼型失速攻角推迟4°,最大升力系数提高40%,可以使S809翼型失速攻角推迟4°以上,最大升力系数提高20%。该结果为流动偏转翼控制技术的工程应用提供数据参考和理论支撑。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王蕴泽

导师: 白亚磊

关键词: 流动控制,流动偏转翼,流动分离,流动控制机理,多段翼,数值模拟

来源: 南京航空航天大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 力学,航空航天科学与工程

单位: 南京航空航天大学

分类号: V211

DOI: 10.27239/d.cnki.gnhhu.2019.001206

总页数: 95

文件大小: 4610K

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标签：流动控制论文;  流动偏转翼论文;  流动分离论文;  流动控制机理论文;  多段翼论文;  数值模拟论文;