合成射流对高雷诺数下翼型流动的控制研究

发布时间：2020-12-28 23:41

　　翼型在工作过程中随着攻角的增大,升阻比会逐渐增大。但当攻角超出某临界值时,随着攻角的继续增大翼型吸力面会产生较大的逆压梯度,从而导致在翼型后部吸力面出现流动分离。流动分离会使翼型的升力迅速降低,阻力继续升高,出现“失速”现象。本文采用合成射流技术对高雷诺数下S809翼型的流动进行控制,对合成射流控制翼型流动分离的机理进行了详细的研究;采用正交试验设计方法,对合成射流的射流角度,射流频率以及射流速度等参数进行了优化;对比分析了单个和两个合成射流对翼型边界层分离的控制效果。此外,对采用合成射流控制翼型动态失速进行了探讨。具体研究工作及结论如下:(1)合成射流产生的射流涡会诱导翼型吸力面高速流体进入边界层,边界层底层的低速流体会被卷入主流区与高能量流体混掺,从而克服逆压梯度,延缓流动分离。两个射流激励器可以产生速度更高,流量更大的射流。在两个射流激励器控制下翼型吸力面的压力比单个射流激励器控制时更低,上下翼面的压差更大。双射流向翼型上壁面的流动分离区注入更多的能量,更好的改善流动分离,提高翼型的气动特性。(2)射流频率、射流角度、射流速度决定了射流涡的大小和射流涡的位置,对翼型的流场有着重要... 

【文章来源】：西安理工大学陕西省

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

流动控制技术分类Fig.1-1ClassificationofFlowControlTechnology

西安理工大学硕士学位论文型激励器产生的轻微扰动和宏观流动相耦合，达到控制效果。主动流动控制技术的效被动流动控制技术更好[3]。主动流动控制技术包括声激励、等离子体、合成射流等。2 合成射流技术概述随着微机电系统及计算机技术的发展，一种全新的流动主动控制技术：合成射流技术外诞生。合成射流技术由于不需要额外能量的注入，又称为零质量射流技术。合成射术的关键装置是射流激励器。美国乔治亚理工大学的 Glezer[4]教授成功研制出了合成激励器如图 1-2 所示，并展开了在流动控制上的应用。射流激励器由金属薄膜、压电、腔体、射流孔几个部分组成。压电材料推动金属薄膜做往复性周期运动，金属薄膜入的电能转换为自身的动能。由于金属薄膜的往复性周期运动会压缩腔体体积,在射处形成射流涡，这样又将自身的动能转化为合成射流动能。

图 1-3 合成射流形成准则示意图Fig 1-3. Schematic diagram of synthetic jet formation criteria技术不需要额外的气流产生装置，在机翼流动分离控制、粒广泛应用。除了射流参数能够随着外流场环境的变化而变化，能够在高温高压等复杂环境下工作。这就要求激励器的腔响应快、工作频率宽、振幅大。另外，随着纳米技术和微机器也在向小型化发展。究历史与进展技术的国内外研究现状技术作为一种重要的流动主动控制技术具有体积小，成本低优点。目前，该技术已得到了广泛应用。开展合成射流在多械装置上的应用研究具有十分重要的理论价值和实际的工程5-6]和数值模拟[7-8]方面对零质量射流进行了大量研究。 Vaclav[9]对环形合成射流进行了实验研究，实验采用奈升华


本文编号：2944586