基于压力分布的开孔翼型气动特性数值模拟研究
2018-03-13李尚斌江露生林永峰
直升机技术 2018年1期
李尚斌,江露生,林永峰
(中国直升机设计研究所 直升机旋翼动力学重点实验室,江西 景德镇 333001)
0 引言
对于翼型的流动控制,国内外早期就已经开展了大量的研究,主要集中在多段翼[1-3]、吹吸气[4-6]、涡流发生器[7-9]等技术,在增升减阻上取得了显著效果。而合成射流[10-12]、协同射流[13-15]与等离子体[16-18]流动控制是近年来热门的新型控制技术。区别于传统的开孔吹/吸气控制,文中基于压力分布开孔流动控制,先得到基准翼型压力分布数据,找出翼型上表面前缘低压区域和后缘高压区域,在两个区域进行开孔,让后缘高压区域气流通过导流管引流到前缘区域,能加速翼型上表面气流流动,增大翼型速度环量,小迎角下可以有效提高翼型升力系数。该方法无需额外的动力装置,结构简单,对低速机翼的工程应用有一定参考价值。
1 数值模拟
1.1 计算模型
为了便于翼型后缘开孔和放置导流管,计算模型选取NACA0012对称厚翼型,远场为C型几何外形,到翼型前缘距离为25倍弦长,到翼型后缘距离为50倍弦长,开孔直径为弦长的0.5%。
1.2 网格生成
网格采用C型结构网格,翼型区域网格数量为397×81,翼型后部区域网格数量为81×81,导流管区域网格数量为349×31。
1.3 计算方法
数值计算采用纳维-斯托克斯(N-S)流动控制方程,其质量连续、动量守恒和能量守恒方程分别为式(1)-式(3),采用Spalart-Allmaras湍流模型对控制方程进行修正。求解过程中采用基于密度的求解器,用有限体积法对控制方程进行空间离散,用隐式格式对方程进行线化,计算选用二阶迎风格式。……
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