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帆翼是帆板的动力来源,其空气动力性能直接影响帆板航行的速度。在比赛中进行调帆、换舷等操作时帆翼攻角会改变,作用在帆翼上的气动力载荷会变化,导致帆翼产生运动或者发生形变,而帆翼的运动或形变会影响周围空气流场,所以研究帆板帆翼粘性绕流问题时要考虑帆翼的流固耦合。因此,本研究选取奥运会比赛女子Neil Pryde RS:X帆板帆翼作为研究对象,基于计算流体动力学(Computational Fluid Dynamic,CFD)和计算结构动力学(Computational Structural Dynamic,CSD),引入任意拉格朗日(Arbitrary Lagrangian-Eulerian,ALE)坐标系,采用雷诺平均纳维尔-斯托克斯方程对帆板帆翼假设刚性、单向、双向流固耦合时粘性流场进行了数值模拟。单向流固耦合将帆翼假设为刚性计算得到的稳态流场数据作为载荷传递到结构场,计算帆翼的位移、应力等参数,双向流固耦合将每个时间步内流场压力与结构变形(继而引起周围风场变形)进行耦合求解。单向流固耦合计算得到帆翼的失速角为25°~30°之间,30°攻角时帆翼已经发生流动分离,在帆翼背风面处产生规则漩涡。而双向流固耦合计算中,帆翼失速角为30°,攻角增加到35°时,才开始出现规则漩涡。所以考虑双向流固耦合作用时,帆翼的有效攻角降低。帆翼在Z=1.45 m截面处两种耦合计算得到的速度分布基本一致,迎风面桅杆处速度均大于来流速度,后帆边处速度最小;背风面后帆边尾流处速度最大,帆翼拱度最大处速度最小。结构场中两种计算得到的帆翼变形云图及最大变形也有所不同,单向流固耦合计算中帆翼最大变形集中在帆顶角处,而双向流固耦合计算中帆翼最大变形集中于后帆边中部。最大变形曲线方面,由于存在涡激振动反馈作用,单向流固耦合计算得到的各个攻角下帆翼最大变形值均大于双向流固耦合计算值。本研究表明单、双向流固耦合计算所得到的帆翼气动特性及结构特性均存在一定差异,为了使数值模拟更加符合实际,应采用双向流固耦合的方法对帆板帆翼进行数值模拟。本研究通过数值模拟得到了不同攻角下考虑流固耦合时帆翼的空气动力性能,能够完善教练员、运动员对帆板帆翼的认识,同时帮助运动员在航行过程中更加合理地控制帆翼,以获得更好的成绩,为我国帆板运动科学化训练提供一定的理论支持。