局部近似平面V型沟槽减阻特性数值模拟研究*
2021-08-20汪子轩
航空制造技术 2021年15期
关键词:沟槽
徐 琰,张 臣,汪子轩
(南京航空航天大学,南京210016)
为了适应未来航空发展的需求,飞行器正向大推重比、高速、高续航能力等方向发展,然而随着全球环保意识的不断增强,对耗油率也提出更高要求。在民用客机飞行时,摩擦阻力和诱导阻力占总阻力的绝大部分。目前,减阻技术研究的重点都是致力于减小这两种阻力,民用客机注重燃油经济性,即使阻力降低1%也能给航空公司带来相关可观的经济效应[1],因此减阻技术一直是整个航空界的研究焦点。
为了减少物体表面的摩擦阻力,许多湍流边界层控制方法被提出,根据是否需要额外能量介入,可以分成主动控制减阻和被动控制减阻两类。这两种方法又以不同的减阻理论为标准进行了分类,如图1所示。

图1 减阻技术分类Fig.1 Classification of drag reduction techniques
由于主动控制减阻技术需要外部输入能量才能实现减阻,在追求可持续化发展的今天,在实际工程应用中可行性较低,仍停留在试验研究阶段,多是为了探究湍流猝发的机理。而非光滑表面减阻技术因其具有不添加任何外部能量和装置,仅通过改变自身表面结构就能够实现减阻效果的特性,能够有效控制成本,满足未来可持续发展需求,一直是减阻领域的一个重要研究热点,具有重要的理论意义与工程实用价值[2]。
非光滑表面减阻技术是一种通过改变物体表面微尺度结构,达到减阻效果的被动控制手段。它首次由美国NASA 研究中心的Walsh 提出,通过对鲨鱼皮表面结构的研究,发现鲨鱼皮表面的顺流向微小肋条结构可以有效地降低壁面的摩擦阻力,该成果打破了光滑表面阻力小的传统思维。……
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