不同雷诺数下孤立翼型分离流动的数值模拟

发布时间：2021-03-17 02:54

　　无人机（UAV）等飞行器在高空巡航时,较小的尺寸、较低的速度和低的大气密度等因素使翼型通常工作在低雷诺数条件下,由此对其气动性能产生了很大影响。其中最为重要的表现,是翼型表面的流动通常处于层流状态,抵抗逆压力梯度的能力弱,一旦遭受强逆压梯度作用,很容易发生层流边界层分离现象。翼型表面流动发生分离将导致其气动性能恶化,升力减小而阻力增大,升阻比急剧下降,影响飞行器的整体性能,翼型表面的大尺度分离,严重时甚至会引发失速,直接威胁飞行安全。要改进低雷诺数条件下翼型的气动性能,就需要对层流分离流进行控制,减小甚至消除分离,但该类流动的时空演化过程非常复杂,往往伴随着转捩和再附等现象,如何深入理解相关的物理机制、提高数值预测能力成为目前面临的主要挑战。本文围绕低雷诺数下翼型分离转捩流动问题,分别采用大涡模拟（LES）和雷诺平均（RANS）两种数值仿真手段,开展了系列工作。使用高精度大涡模拟方法,对来流5°攻角、马赫数0.4、三个不同雷诺数（55000、100 000和150 000）下的孤立NACA 0025翼型进行仿真,研究翼型的分离流动特性。通过计算结果的对比分析发现,3个工况下分离流展现出... 

【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

某型号无人机示意图

低压涡轮效率随雷诺数的变化

某中等尺寸发动机各部件雷诺数[7]

【参考文献】：
期刊论文
[1]低雷诺数下机翼气动特性研究及控制[J]. 左伟,顾蕴松,王奇特,郑越洋,刘源.  航空学报. 2016(04)
[2]低雷诺数下翼型分离流动抽吸控制特性研究[J]. 张旺龙,谭俊杰,陈志华,任登凤.  空气动力学学报. 2015(01)
[3]NACA0012翼型低雷诺数绕流的实验研究[J]. 吴鋆,王晋军,李天.  实验流体力学. 2013(06)
[4]绕翼型低雷诺数流动的数值仿真[J]. 关键,郭正.  科学技术与工程. 2013(24)
[5]抽吸控制对低雷诺数下翼型分离流动的影响[J]. 张旺龙,谭俊杰,陈志华,任登凤.  航空学报. 2014(01)
[6]翼型低雷诺数层流分离泡数值研究[J]. 白鹏,崔尔杰,周伟江,李锋.  空气动力学学报. 2006(04)
[7]逆压梯度下层流分离泡转捩的大涡模拟[J]. 叶建,邹正平.  工程热物理学报. 2006(03)
[8]对称翼型低雷诺数小攻角升力系数非线性现象研究[J]. 白鹏,崔尔杰,李锋,周伟江.  力学学报. 2006(01)
[9]低雷诺数下翼型前缘流动分离机制的研究[J]. 叶建,邹正平,陆利蓬,杨琳.  北京航空航天大学学报. 2004(08)
[10]小型飞行器空气动力学[J]. Thomas J.Muller,nd.edu,James D.Delaurier,utias.utoronto.ca,于鑫,孙茂.  力学进展. 2004(02)

博士论文
[1]低雷诺数下附面层分离的抽吸控制及优化[D]. 张旺龙.南京理工大学 2014

硕士论文
[1]高负荷低压涡轮叶片吸力面边界层流动研究[D]. 付斐.重庆大学 2014



本文编号：3086778