【摘 要】
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本文采用有限体积方法求解可压缩Navier-Stokes方程,对不同工况下高速地效飞行器机翼的气动特性进行了数值研究。研究的主要内容和成果如下:(1)对高速地面效应工况下翼型的不同几何参数和飞行高度进行了数值模拟,分析了几何外形和飞行高度对翼型气动特性的影响,对地面效应下的翼型进行了优化设计。结果表明:在Ma=0.5,6°攻角工况下,较大的弯度和后缘内凹的翼型具有更大的升阻比,适合用于高速地效飞行
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本文采用有限体积方法求解可压缩Navier-Stokes方程,对不同工况下高速地效飞行器机翼的气动特性进行了数值研究。研究的主要内容和成果如下:
(1)对高速地面效应工况下翼型的不同几何参数和飞行高度进行了数值模拟,分析了几何外形和飞行高度对翼型气动特性的影响,对地面效应下的翼型进行了优化设计。结果表明:在Ma=0.5,6°攻角工况下,较大的弯度和后缘内凹的翼型具有更大的升阻比,适合用于高速地效飞行器机翼设计。随着飞行高度的减小,下翼面压力增大产生的升力增量大于上翼面吸力损失,机翼升力系数和升阻比显著增大。
(2)研究了三维机翼在高速地效下的气动特性。具有小后掠角、大根梢比的机翼在高速地效中拥有更大升力和阻力。随着飞行高度的降低,下翼面形成高压气垫,翼尖涡向展向外侧移动,增大了机翼的有效展弦比,机翼升阻比增大。端板阻挡了翼尖的绕流,维持了上下表面的压差,削弱了翼尖涡的强度,减小了机翼诱导阻力。
(3)对高速地效下的矩形翼和波状翼的大攻角分离流动进行了数值模拟,研究地效翼在失速状态下的气动特性和流动控制方法。结果表明:在大攻角高速地效情况下,矩形翼上表面被回流区覆盖,并形成一对反向旋转的涡结构,相继周期性脱落。波状翼上表面的流动在波峰位置保持附着,在波谷位置分离并分别形成了流向和展向涡结构。以两个波长为周期,流场中流向涡和展向涡并列分布。展向波状机翼能有效减少上翼面回流区,抑制了升力系数震荡,同时起到了增升减阻的作用。
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