基于修正边界层转捩的翼型气动特性研究

2013-08-09张瑞民于金玲

飞行力学 2013年1期

关键词：模型

张瑞民，于金玲

(中国航天空气动力技术研究院第二研究所，北京100074)

0 引言

目前，在飞行器研制过程中，关于升力的计算精度很高，能够达到实际要求，但阻力的计算精度相对较低。尤其对大展弦比机翼和超临界机翼来说，摩擦阻力占整个阻力的主要部分，而影响摩擦阻力特性的关键因素是边界层转捩和分离。因此，准确预测边界层的转捩点位置对于提高飞行器的气动特性预测精度具有重要意义。

由于对边界层转捩的物理机理缺乏认识，能有效预测边界层转捩的理论还不成熟。目前，工程上常用的转捩预测方法主要有［1-2］:(1)eN方法［3-4］;(2)经验关系式;(3)低雷诺数模型方法。eN方法以线性稳定性理论为基础，同时与风洞试验相结合，能够预测低雷诺数下二维翼型的自然转捩和分离流转捩，却难以模拟bypass转捩，且难以推广到三维流动;经验关系式则基于大量的试验数据，借助适当的关系式可以预测自然转捩和bypass转捩等，但因该方法引入边界层动量厚度，致使其与CFD方法不相容［5］;低雷诺数湍流模型是从N-S方程推导出来的流场中脉动量的描述方程，具有模拟脉动量发展、捕捉层流到湍流流态转变的能力，不仅能够反映转捩现象，而且仅涉及当地变量，与现代CFD技术完美相容。

本文以k-ωSST两方程湍流模型为研究对象，引入间歇函数对其所带的Wilcox转捩模式进行了修正，进而对传统湍流翼型的气动特性进行了研究。