后掠RAE2822机翼边界层横流稳定性研究

发布时间：2025-02-05 10:53

　　横流不稳定性是导致后掠机翼边界层层流/湍流转捩的主要形式,后掠翼的优化设计和气动减阻离不开对横流失稳的认识和理解。横流失稳受到马赫数、攻角、后掠角和雷诺数等多种因素的共同影响。实际机翼设计中,其升力系数由载荷确定。本文在给定恒定升力系数的条件下,研究了攻角和后掠角对于后掠翼的横流稳定性影响。研究对象为超临界RAE2822翼型,计算参数选取为适航状态下的来流参数;通过求解Navier-Stokes方程获得其气动参数,调整后掠角和攻角获得恒定升力系数下两者之间的关系;然后通过求解边界层方程获得边界层内的基本流;利用线性稳定性理论研究了横流的稳定性特性,基于eN转捩预测方法预测了N值;采用抛物化稳定性方程研究了基本流非平行性对横流稳定性增长率和N值的影响;利用直接数值模拟计算了横流涡的结构与演化;最后将线性稳定性分析和湍流模型模拟结合起来,研究了阻力系数在恒定升力系数条件下的的变化规律。为工程上后掠角的选取提供了参考。利用抛物化稳定性方程研究了幅值较大的定常横流涡和横流行进波对TS波的影响。研究表明:基于升力线理论和简单后掠理论的公式与数值结果有一定偏差。将升力斜率用后掠角的线性函数近似后能够...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1后掠机翼上横流失稳示意图

第一章绪论在璧面处和边界层外缘处均为零，因此存在速度二阶导数为零面存在拐点，因此属于无粘失稳。与TS波粘性失稳不同，横常涡和行进涡两种模态。一般来说，当来流湍流度比较大时，；当来流湍流度比较小时，转捩主要由定常涡主导。由于飞机流度比较低，后掠翼上横流失稳主要由横流定常涡主....

图1-2传统翼型与超临界翼型比较

系列翼型在现代科学研究中依旧被广泛使用2，在直升机叶片和风机叶片中也得到了较多学理解的不足和设计工具的局限性，传统翼随着飞行马赫数的增大，激波在翼型中部出为激波失速，此时的马赫数叫做阻力发散马，NASA在增大二维湍流翼的阻力发散马赫临界翼的概念[56]。如图1-2所示，与传....

图1-3超临界翼型典型的压力系数分布

第一章绪论翼限于当时的机翼制造水平，无法得到足够光滑和无波纹翼大多是湍流翼。在利用CFD计算时，多是采用全场由于表面光滑度的提高，有着较长距离的自然层流阶段NS计算，机翼最终的阻力系数便会由于较大的湍流摩阻算机翼阻力系数，就需要将转捩位置的预测与CFD计算计中，多....

图2-1控制体示意图

图2-1控制体示意图Figure2-1Configurationofcontrolvolume如图2-1所示的控制体单元，0IJKIJKndstUFFn是控制体界面法向的流通量。采用一阶Euler隐格式对时间110nnnIJKn....

本文编号：4029723