锯齿尾缘叶片气动特性和绕流流场的数值研究

发布时间：2018-03-14 12:29

  本文选题：仿生学　切入点：尾缘锯齿　出处：《航空动力学报》2017年04期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：以基于NACA 0018翼型的锯齿尾缘仿生叶片为研究对象,采用大涡模拟的方法研究锯齿相对齿宽与相对齿高对锯齿尾缘叶片的气动特性和非定常绕流流场的影响规律和机制.研究表明,尾缘锯齿参数对叶片气动性能的影响是复杂的非线性过程,在一定来流攻角范围内能提高升阻比,但失速提前.如在9.4°~14.8°来流攻角范围内,不同相对齿宽系列叶片的升阻比高于原始叶片,升阻比与锯齿相对齿宽之间没有线性关系.研究还表明,锯齿尾缘能延迟边界层分离,加速尾迹的流动掺混和能量扩散,改变非定常涡结构和涡脱落频率.相对齿高的变化对非定常流动特性的影响更为显著.尾缘锯齿诱导的二次湍流射流和吸力面侧反向涡对改变了原始叶片的绕翼环量,进而影响锯齿尾缘叶片的气动特性和绕流流场特性.
[Abstract]:The bionic blade of sawtooth tail edge based on NACA 0018 airfoil was studied. The effects of relative tooth width and relative tooth height on the aerodynamic characteristics and unsteady flow field around the blade of the tail edge of the saw tooth are studied by using the method of large eddy simulation. The results show that the influence of the relative tooth width and the relative tooth height on the aerodynamic characteristics and the flow field around the blade is studied. The influence of tail-edge sawtooth parameters on blade aerodynamic performance is a complex nonlinear process. The lift-to-drag ratio can be increased within a certain angle of attack, but the stall is advanced, for example, in the range of 9.4 掳/ 14.8 掳angle of attack, The rise-to-drag ratio of different relative tooth width series blades is higher than that of the original blade, and there is no linear relationship between the lift-to-drag ratio and the relative tooth width of the sawtooth. It is also shown that the tail edge of the saw tooth can delay the separation of the boundary layer and accelerate the flow mixing and energy diffusion of the wake. The unsteady vortex structure and vortex shedding frequency are changed. The change of relative tooth height has a more significant effect on the unsteady flow characteristics. The secondary turbulent jet induced by the tail-edge sawtooth and the suction side reverse vortex change the annulus of the original blade. Furthermore, the aerodynamic characteristics and the flow field around the blade of sawtooth tail edge are affected.
【作者单位】： 上海理工大学能源与动力工程学院;上海理工大学上海市动力工程多相流动与传热重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金(51106099,50976072,51305267) 上海市科委基地建设项目(13DZ2260900)
【分类号】：O357.5;TB17

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本文编号：1611211