微型扇翼飞行器绕翼型流动的数值分析和实验研究
本文关键词： 扇翼飞行器 横流风扇 偏心涡 气动性能 计算流体力学 出处：《华东理工大学》2015年硕士论文 论文类型：学位论文
【摘要】：微型扇翼飞行器的工作原理独特,是一种具有优良的低速气动性能的新型飞行器。这种飞行器将横流风扇安装在固定机翼的半圆形凹槽内,通过在横流风扇内部形成偏心涡,来提高升力同时产生推力。本文通计算流体力学方法研究了扇翼飞行器二维翼型的绕流特性,在单一控制变量的基础上进行了双控制变量研究,探索优化扇翼气动性能的方法,并通过实验验证数值计算的可靠性。本文在二维非结构网格流动模型的基础上,采用基于SIMPLE算法的压力求解器,通过Realizable k-ε湍流模型结合增强壁面函数的方法预测扇翼的绕流流动。研究了扇翼绕流特性随风扇转速、来流速度、固定机翼的前缘开口角、固定机翼的后缘包角和固定机翼的长度五个单一控制变量的变化；在此基础上,研究了风扇转速和来流速度的匹配关系、风扇转速对前缘开口角取值的影响、固定机翼长度和后缘包角的匹配关系,证明合理的扇翼参数匹配可以获得更好的升力性能和推力性能。
[Abstract]:The micro fan-wing aircraft has a unique working principle and is a new type of aircraft with excellent low speed aerodynamic performance. The aircraft installs the crossflow fan in the semicircular groove of the fixed wing. In order to increase the lift force and generate the thrust, the eccentric vortex is formed inside the cross flow fan. In this paper, the flow characteristics of the two-dimensional airfoil of the fan-wing aircraft are studied by means of computational fluid dynamics (CFD). Based on the single control variable, the double control variable is studied, and the method of optimizing the aerodynamic performance of the fan wing is explored. Based on the two-dimensional unstructured grid flow model, the pressure solver based on SIMPLE algorithm is adopted. The Realizable k- 蔚 turbulence model combined with the enhanced wall function is used to predict the flow around the wing. The change of five single control variables such as the opening angle of the leading edge of the fixed wing, the envelope angle of the rear edge of the fixed wing and the length of the fixed wing; On this basis, the matching relationship between fan speed and incoming flow velocity, the influence of fan speed on leading edge opening angle, and the matching relationship between fixed wing length and trailing edge envelope angle are studied. It is proved that better lift performance and better thrust performance can be obtained by reasonable matching of wing parameters.
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V211.41
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，本文编号：1473845
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