分离式尾缘襟翼翼缝影响机理及其改型研究

发布时间：2021-10-22 09:35

　　针对分离式尾缘襟翼翼缝对翼型气动性能与襟翼调控能力的影响,采用计算流体力学方法结合2种湍流模型从翼型宏观气动力与微观流场结构的角度对不同外形的翼缝进行了研究。在对比分析直翼缝与弯曲翼缝气动性能与流场结构的基础上,对翼缝外形进行了改进,并进一步分析了改进后翼缝的气动性能。结果表明:直翼缝在附着流时升力系数损失大于弯曲翼缝,而分离流时其延缓失速能力较强;改进翼缝能很好地贴合流体流动状态,相对于直翼缝,附着流时其升力损失较小;对于襟翼的载荷调控能力,未改进翼缝使襟翼调控能力有所减弱,改进翼缝不影响襟翼在正方向偏转时的调控能力。 

【文章来源】：动力工程学报. 2020,40(10)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

翼缝对翼型升阻力系数的改变量

直翼缝能够提供较大的射流以减缓流动分离,但在附着流时对翼型气动性能的影响较大,考虑直翼缝处的涡结构,对翼缝外形进行改进,结果如图8所示。流体流经直翼缝时,直翼缝外形无法贴合流动,其后侧进出口出现2处明显的漩涡。漩涡不仅导致能量的耗散,影响射流强度,同时也加快了进出口压力的传递,从而进一步减弱了翼型上下表面的压差,减小了翼型升力。基于此,根据漩涡轮廓,将入口改进为圆弧形,出口类似原弯曲翼缝外形。图9给出了改进翼缝处速度云图与流线图。与直翼缝相比,改进翼缝不存在进出口的漩涡,减小了能量损耗,同时保持了与直翼缝相当的通流能力。与弯曲翼缝相比,未出现进口漩涡阻碍流体流动,射流较强。宏观翼型受力结果表明,附着流时,改进翼缝翼型升力系数大于直翼缝翼型,阻力系数均小于其余2种翼缝翼型,对流动分离的减缓效果较为明显。分离流时,改进翼缝对翼型气动性能与流场结构的影响与直翼缝翼型相当。由此可知,改进后的翼缝在附着流区的表现优于直翼缝,分离流区表现与直翼缝相当,且优于弯曲翼缝。

图9给出了改进翼缝处速度云图与流线图。与直翼缝相比,改进翼缝不存在进出口的漩涡,减小了能量损耗,同时保持了与直翼缝相当的通流能力。与弯曲翼缝相比,未出现进口漩涡阻碍流体流动,射流较强。宏观翼型受力结果表明,附着流时,改进翼缝翼型升力系数大于直翼缝翼型,阻力系数均小于其余2种翼缝翼型,对流动分离的减缓效果较为明显。分离流时,改进翼缝对翼型气动性能与流场结构的影响与直翼缝翼型相当。由此可知,改进后的翼缝在附着流区的表现优于直翼缝,分离流区表现与直翼缝相当,且优于弯曲翼缝。3.3 翼缝对襟翼调控能力的影响

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于x-LMS的智能叶片风力机复合主动降载控制方法[J]. 张文广,王奕枫,刘海鹏,刘瑞杰.  动力工程学报. 2019(05)
[2]尾缘襟翼缝隙大小对风力机翼型气动性能的影响[J]. 贾亚雷,韩中合,安鹏,李恒凡,董帅.  空气动力学学报. 2018(01)
[3]大型海上风电叶片载荷智能控制研究[J]. 张明明.  工程热物理学报. 2017(07)
[4]柔性襟翼对风力机翼型气动性能的影响[J]. 郝文星,叶舟,丁勤卫,李春.  动力工程学报. 2016(06)
[5]大型风机的独立变桨控制方法[J]. 韩兵,周腊吾,陈浩,田猛,邓宁峰.  电力系统保护与控制. 2016(02)
[6]风力机分离式尾缘襟翼气动性能[J]. 韩中合,贾亚雷,李恒凡,李秋菊,刘华新,朱霄珣.  农业工程学报. 2014(20)
[7]改进SA模型对翼型分离流动的数值模拟[J]. 周大高,柳阳威,文晓庆,陆利蓬.  北京航空航天大学学报. 2012(10)



本文编号：3450835