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低雷诺数下NACA64-418翼型的流动分离研究 被引量：1
1
作者 石建伟 常方圆 +1 位作者 宋文武 肖姚 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期254-264,共11页
通过粒子图像测速(PIV)技术,在低速风洞中研究了0°~15°攻角和雷诺数分别为1.54×10^5、2.57×10^5和3.59×10^5下NACA64-418翼型的压力性能,并基于γ-Reθ转捩模型分析了翼型表面的流动分离及涡脱落情况。研究表... 通过粒子图像测速(PIV)技术,在低速风洞中研究了0°~15°攻角和雷诺数分别为1.54×10^5、2.57×10^5和3.59×10^5下NACA64-418翼型的压力性能,并基于γ-Reθ转捩模型分析了翼型表面的流动分离及涡脱落情况。研究表明:NACA64-418翼型具有较大的失速攻角,PIV结果的时均流场和瞬时流场表明,NACA64-418翼型具有较大的失速攻角,随着雷诺数的增加,失速攻角变小;从翼型壁面回流区可以看出γ-Reθ转捩模型可以准确评估翼型表面从层流到湍流流动的变化;数值结果与实验结果进行比较,验证了γ-Reθ转捩模型的预测是准确的。 展开更多
关键词 γ-Reθ转捩模型 PIV实验 翼型 升阻比
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某层流验证机中央翼段高速巡航气动性能优化设计
2
作者 唐松祥 李杰 +1 位作者 张恒 牛笑天 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期406-418,共13页
针对某特殊布局层流机翼验证机,开展高速巡航状态下中央翼段气动性能的优化设计研究。以γ-Re_(θ)转捩预测方法作为计算分析手段,对中央翼段翼型剖面进行改进设计以提升其升阻特性,并在此基础上对中央翼段前后位置进行调整,探究翼段位... 针对某特殊布局层流机翼验证机,开展高速巡航状态下中央翼段气动性能的优化设计研究。以γ-Re_(θ)转捩预测方法作为计算分析手段,对中央翼段翼型剖面进行改进设计以提升其升阻特性,并在此基础上对中央翼段前后位置进行调整,探究翼段位置变化后表面转捩位置的变化情况,为改善全机巡航力矩特性提供一定依据。对原始层流翼型和某传统翼型计算和风洞试验结果进行对比,验证了所采用数值计算方法和模型的适用性。针对原始层流翼型,通过提升其同一迎角下的升力系数来降低巡航迎角,增加其巡航状态表面层流区长度,使其拥有更好的层流特性。最后,针对中央翼段平移构型气动力系数开展计算研究,对比分析了不同平移位置中央翼段对层流验证机气动参数的影响,结果表明,不同平移构型在同样的计算状态下,中央翼段表面层流区长度变化不大,构型的变化对其层流特性的影响相对较小,有利于后续从中央翼段平移的角度对全机力矩特性进行优化。 展开更多
关键词 中央翼段 γ-Re_(θ)转捩模型 气动性能 翼型优化 层流特性
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某层流机翼验证机跨声速层流特性敏感性分析
3
作者 牛笑天 李杰 +2 位作者 周智鹏 杨钊 昌陌尘 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期258-275,共18页
采用雷诺平均Navier-Stokes (RANS)方法结合基于当地变量的γ-Reθ转捩预测模型,针对某特殊布局形式的层流机翼验证机开展跨声速层流特性和参数敏感性分析。通过DLR F-5三维机翼构型对基于RANS的转捩预测方法进行算例验证分析,同时将某... 采用雷诺平均Navier-Stokes (RANS)方法结合基于当地变量的γ-Reθ转捩预测模型,针对某特殊布局形式的层流机翼验证机开展跨声速层流特性和参数敏感性分析。通过DLR F-5三维机翼构型对基于RANS的转捩预测方法进行算例验证分析,同时将某层流验证机中央翼段层流转捩预测结果与试验进行对比,证明了采用的计算方法完全适用于所研究问题。研究重点关注全机巡航状态附近的气动特性和中央验证段在不同飞行状态下的表面转捩位置及层流区长度。通过计算,进一步分析了层流流动对全机升阻及力矩特性的影响。结果表明:马赫数、雷诺数、来流湍流度、迎角等均会对中央验证段表面转捩位置产生明显的影响,影响规律差异较大。马赫数的增加会引起压力分布的较大变化,使转捩位置前后波动;雷诺数按同样幅度递增会使翼面转捩位置有规律地提前;来流湍流度和迎角的增加会导致转捩提前,层流区长度明显缩小。 展开更多
关键词 自然层流 层流机翼 跨声速层流特性 层流特性敏感性 γ-Reθ转捩模型
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适用于可压缩流动的γ-Re_(θt)-f_(Re)转捩模型 被引量：4
4
作者 刘清扬 雷娟棉 +2 位作者 刘周 石磊 周伟江 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期321-331,共11页
基于γ-R_(eθt)转捩模型的框架,发展了考虑流动可压缩性的γ-Re_(θt)-f_(Re)转捩模型。针对已有的转捩准则引入可压缩性修正,并利用基于参考温度法获得的雷诺数可压缩性比拟关系fRe修正现有基于不可压缩流动的转捩关联函数。为实现模... 基于γ-R_(eθt)转捩模型的框架,发展了考虑流动可压缩性的γ-Re_(θt)-f_(Re)转捩模型。针对已有的转捩准则引入可压缩性修正,并利用基于参考温度法获得的雷诺数可压缩性比拟关系fRe修正现有基于不可压缩流动的转捩关联函数。为实现模型的局部性,构建了额外的雷诺数可压缩性比拟关系fRe输运方程。利用所发展的γ-Re_(θt)-f_(Re)转捩模型对不同流动条件的转捩算例进行考核并和基本γ-R_(eθt)转捩模型进行对比,结果显示,γ-Re_(θt)-f_(Re)转捩模型实现了从低速至高速的无缝统一模拟能力。在低速流动条件下,γ-Re_(θt)-f_(Re)转捩模型自动恢复为基本γ-R_(eθt)转捩模型;在超声速和高超声速流动条件下,γ-Re_(θt)-f_(Re)转捩模型显著改善了流动转捩的起始位置和转捩区发展的预测。 展开更多
关键词 流动转捩 高超声速 γ-R_(eθt)转捩模型 参考温度法 可压缩性修正
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基于Fluent UDF的 γ-Re_(θt) 转捩模型高超声速修正初步研究
5
作者 杜育锋 曹咏弘 +1 位作者 周玲 李孟委 《中北大学学报（自然科学版）》 CAS 2023年第3期200-208,共9页
为了提高γ-Re_(θt)转捩模型在高超声速转捩预测中的精度,在γ-Re_(θt)转捩模型中引入了马赫数和雷诺数来反映高超声速流动的可压缩效应,并基于响应面法重新构造了涡雷诺数与动量厚度雷诺数之间的拟合关系式,使得γ-Re_(θt)转捩模型... 为了提高γ-Re_(θt)转捩模型在高超声速转捩预测中的精度,在γ-Re_(θt)转捩模型中引入了马赫数和雷诺数来反映高超声速流动的可压缩效应,并基于响应面法重新构造了涡雷诺数与动量厚度雷诺数之间的拟合关系式,使得γ-Re_(θt)转捩模型可适用于高超声速流动。考虑到实际应用,利用用户自定义函数(UDF)功能对商业软件Fluent中的γ-Re_(θt)转捩模型的Reθc和F length函数进行了修正,并采用高超声速平板和钝锥对修正的γ-Re_(θt)转捩模型进行了检验和验证。与原始γ-Re_(θt)转捩模型以及实验数据相比,改进的γ-Re_(θt)转捩模型可以成功地预测由边界层转捩引起的斯坦顿数的变化,并且对转捩起始位置的预测精度较原始模型有明显改善。 展开更多
关键词 高超声速 边界层转捩 γ-Re_(θt)转捩模型 FLUENT 响应面法
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转捩过程对旋翼悬停模拟的影响分析与研究
6
作者 庞超 李猛 高正红 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期253-260,共8页
悬停状态是考察旋翼整体气动性能的重要状态之一。随着计算机技术及CFD技术的发展,基于“第一性原理”的数值模拟方法越来越多地被用于评估旋翼悬停性能。在使用基于RANS方程的数值模拟方法进行固定翼飞行器定常计算时,流动转捩现象对... 悬停状态是考察旋翼整体气动性能的重要状态之一。随着计算机技术及CFD技术的发展,基于“第一性原理”的数值模拟方法越来越多地被用于评估旋翼悬停性能。在使用基于RANS方程的数值模拟方法进行固定翼飞行器定常计算时,流动转捩现象对某些特定状态下流场及气动特性会产生巨大影响,因此在进行固定翼设计时要考虑流动转捩现象。然而转捩过程是否同样会影响旋翼非定常气动流场及气动特性,国内研究较少,因此有必要研究转捩过程对旋翼流场数值模拟的影响,为旋翼类飞行器的设计及评估提供参考。采用美国航空航天学会旋翼悬停工作组提出的PSP旋翼标模,利用结构化动态嵌套网格技术,在大拉力悬停和小拉力悬停状态下,分别进行全湍流模拟和转捩模拟计算并与试验结果进行了对比。对比结果显示,文中所采用的数值求解器对旋翼悬停效率的计算误差在5%之内。在考虑流动转捩后,由于桨叶表面存在层流区域,计算所得旋翼悬停效率高于全湍流假设下的预测值,而桨叶表面的层流区域与旋翼拉力大小有关。在流动转捩发生的区域,转捩过程会对桨叶截面压力分布以及桨叶展向扭矩分布产生明显影响,同时桨叶表面出现明显的流动分离现象。对于桨叶展向拉力分布和桨盘下方旋翼尾迹桨尖涡区域,转捩过程均不产生明显影响。 展开更多
关键词 旋翼悬停模拟 动态嵌套网格 γ-Re_(θt)转捩模型 PSP旋翼
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