翼型前缘对翼型动态气动性能影响的数值分析
发布时间：2021-06-21 08:24
为研究前缘对翼型气动性能影响,以NACA0012翼型为基础,通过曲线参数化方法改变翼型前缘吸力面及压力面型线,设计了8种不同前缘的翼型,并采用SST k-ω湍流模型研究了翼型在俯仰运动过程中的动态失速特性。结果表明:翼型动态失速特性受翼型压力面外形的影响较小;翼型吸力面加厚,将有效改善俯仰运动过程中的动态气动性能;翼型前缘弯度上弯将加剧翼型失速现象;翼型前缘弯度下弯可在一定程度上有效抑制动态失速现象,且变形量越大,抑制效果越好。
【文章来源】：热能动力工程. 2019,34(09)北大核心CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
Hicks-Henne型函数Fig．1Hicks-Henneshapefunction
第9期邹锦华，等:翼型前缘对翼型动态气动性能影响的数值分析变，为将扰动限制在翼型前缘，并保证在翼型前0．4c位置处的连续性与光滑性，对Hicks-Henne型函数进行修正:fk(x)=0．4(1－x)0．25(1－2．5x)e－20x，k=10．4sin3［π(2．5x)e(k)］，k＞{1(5)式中:e(k)=ln0．5/lnxk，0≤xk≤1，xk=2．5x。改进后Hicks-Henne型函数如图2所示，针对翼型前缘的参数化，改进后型函数不仅继承了Hicks-Henne型函数的优点，同时在x=0处的扰动不恒为零，有效增大了设计空间。图2改进后Hicks-Henne型函数Fig．2ModifiedHicks-Henneshapefunction基于NACA0012翼型应用改进后Hicks-Henne型函数在上、下翼面分别取型函数系数为c1～c5与c6～c10且设定xk(k=2，3，4，5)为0．01、0．1、0．3和0．6即改进后型函数分别放置在0．4c弦长前的1%、10%、30%和60%处，得到4类(8种)新翼型，其中每一类新翼型包含2种改变量。其外形与NA-CA0012翼型的对比结果如图3所示。从图中3(a)可以看出，修改翼型－1，2为增加NACA0012翼型0．4c弦长前压力面的厚度，而且修改翼型－2的变化量比修改翼型－1的变化量更大。图3(b)所示修改翼型－3，4与NACA0012翼型相比增加了0．4c弦长前吸力面的厚度。图3(c)修改翼型－5，6为变形翼型在保持最大厚度不变的状态下使NA-CA0012翼型0．4c弦长前向上弯曲，且修改翼型－6的变化量比变形翼型－5的变化量大?
械?不平衡作用，模拟动态失速时计算精度较高［1］。MinterFＲ提出SSTk－ω两方程模型［20］，充分发挥了模式处理自由流动和模式处理壁面不平衡作用的思想，能够较好地捕捉近壁面剪切层和流动分离区的流动特征［21］，表征湍流强度的湍流频率ω方程的具体形式为［20］:dρωdt=??xj(μ+σωμt)?ω?x[]j+γνtτij?ui?xj－βρω2+2(1－F1)ρσ2ω1ω?k?xj?ω?xj(6)图34类不同前缘翼型Fig．34differentleadingedgeairfoils·95·
【参考文献】：
期刊论文
[1]分形尾缘叶片气动性能及流场数值模拟[J]. 罗红,李春,阳君,郝文星. 热能动力工程. 2018(01)
[2]风力机翼型气动性能数值模拟方法研究[J]. 丁勤卫,李春,郝文星,叶舟. 能源工程. 2017(02)
[3]基于充气前缘技术的旋翼翼型动态失速抑制[J]. 许和勇,邢世龙,叶正寅,马明生. 航空学报. 2017(06)
[4]基于Isight的自适应翼型前缘气动优化设计[J]. 周晨,王志瑾,支骄杨. 上海交通大学学报. 2014(08)
[5]风力机翼型动态气动特性粗糙度敏感性研究[J]. 周正,李春,叶舟,杨阳. 热能动力工程. 2014(03)
[6]垂直轴风力机动态特性及气动性能[J]. 高伟,李春,叶舟,聂佳斌. 排灌机械工程学报. 2014(02)
[7]基于滑移网格的H型垂直轴动态气动特性分析[J]. 高伟,李春,叶舟,聂佳斌. 流体机械. 2013(10)
[8]转捩对风力机翼型和叶片失速特性影响的数值模拟[J]. 钟伟,王同光. 空气动力学学报. 2011(03)
博士论文
[1]大型风力机翼型气动性能优化研究[D]. 徐浩然.扬州大学 2015
本文编号：3240339
【文章来源】：热能动力工程. 2019,34(09)北大核心CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
Hicks-Henne型函数Fig．1Hicks-Henneshapefunction
第9期邹锦华，等:翼型前缘对翼型动态气动性能影响的数值分析变，为将扰动限制在翼型前缘，并保证在翼型前0．4c位置处的连续性与光滑性，对Hicks-Henne型函数进行修正:fk(x)=0．4(1－x)0．25(1－2．5x)e－20x，k=10．4sin3［π(2．5x)e(k)］，k＞{1(5)式中:e(k)=ln0．5/lnxk，0≤xk≤1，xk=2．5x。改进后Hicks-Henne型函数如图2所示，针对翼型前缘的参数化，改进后型函数不仅继承了Hicks-Henne型函数的优点，同时在x=0处的扰动不恒为零，有效增大了设计空间。图2改进后Hicks-Henne型函数Fig．2ModifiedHicks-Henneshapefunction基于NACA0012翼型应用改进后Hicks-Henne型函数在上、下翼面分别取型函数系数为c1～c5与c6～c10且设定xk(k=2，3，4，5)为0．01、0．1、0．3和0．6即改进后型函数分别放置在0．4c弦长前的1%、10%、30%和60%处，得到4类(8种)新翼型，其中每一类新翼型包含2种改变量。其外形与NA-CA0012翼型的对比结果如图3所示。从图中3(a)可以看出，修改翼型－1，2为增加NACA0012翼型0．4c弦长前压力面的厚度，而且修改翼型－2的变化量比修改翼型－1的变化量更大。图3(b)所示修改翼型－3，4与NACA0012翼型相比增加了0．4c弦长前吸力面的厚度。图3(c)修改翼型－5，6为变形翼型在保持最大厚度不变的状态下使NA-CA0012翼型0．4c弦长前向上弯曲，且修改翼型－6的变化量比变形翼型－5的变化量大?
械?不平衡作用，模拟动态失速时计算精度较高［1］。MinterFＲ提出SSTk－ω两方程模型［20］，充分发挥了模式处理自由流动和模式处理壁面不平衡作用的思想，能够较好地捕捉近壁面剪切层和流动分离区的流动特征［21］，表征湍流强度的湍流频率ω方程的具体形式为［20］:dρωdt=??xj(μ+σωμt)?ω?x[]j+γνtτij?ui?xj－βρω2+2(1－F1)ρσ2ω1ω?k?xj?ω?xj(6)图34类不同前缘翼型Fig．34differentleadingedgeairfoils·95·
【参考文献】：
期刊论文
[1]分形尾缘叶片气动性能及流场数值模拟[J]. 罗红,李春,阳君,郝文星. 热能动力工程. 2018(01)
[2]风力机翼型气动性能数值模拟方法研究[J]. 丁勤卫,李春,郝文星,叶舟. 能源工程. 2017(02)
[3]基于充气前缘技术的旋翼翼型动态失速抑制[J]. 许和勇,邢世龙,叶正寅,马明生. 航空学报. 2017(06)
[4]基于Isight的自适应翼型前缘气动优化设计[J]. 周晨,王志瑾,支骄杨. 上海交通大学学报. 2014(08)
[5]风力机翼型动态气动特性粗糙度敏感性研究[J]. 周正,李春,叶舟,杨阳. 热能动力工程. 2014(03)
[6]垂直轴风力机动态特性及气动性能[J]. 高伟,李春,叶舟,聂佳斌. 排灌机械工程学报. 2014(02)
[7]基于滑移网格的H型垂直轴动态气动特性分析[J]. 高伟,李春,叶舟,聂佳斌. 流体机械. 2013(10)
[8]转捩对风力机翼型和叶片失速特性影响的数值模拟[J]. 钟伟,王同光. 空气动力学学报. 2011(03)
博士论文
[1]大型风力机翼型气动性能优化研究[D]. 徐浩然.扬州大学 2015
本文编号：3240339
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