美文精选| 赖晨光: 单向翼地面效应下的气动特性分析

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楼主 2020-07-31 16:14:32
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目前,在航空领域中尚无一种专为地效飞行器设计的机翼翼型。本文采用数值模拟的方法研究单向翼地面效应。
以下文字摘编自《重庆理工大学学报(自然科学)》2016年(30卷)第2期

《单向翼地面效应下的气动特性分析》


本文作者:赖晨光(1978-) , 男, 博士, 教授, 主要从事汽车空气动力学研究。

作者单位: 汽车零部件制造及检测技术教育部重点实验室

基金项目: 国家自然科学基金资助项(51305477)

欢迎同行学者参考引用该文献,并将引用情况回复微信互动,谢谢!


本文引用格式:

赖晨光,阎志刚,任渤麒,等.单向翼地面效应下的气动特性分析[J].重庆理工大学学报(自然科学),2016(2):1-5.

LAI Chen-guang, YAN Zhi-gang,  REN Bo-qi,et al. Aerodynamic Characteristics Study Under Ground Effect of Uniderectional-Wind[J].Journal of Chongqing University of Technology(Natural Science), 2016(2):1-5.

 
 


由日本东北大学主导、重庆理工大学合作研究的气动悬浮列车正是利用了地面效应原理,是一种创新型高效率的地效飞行器。本研究为气动悬浮列车空气动力学研究的一部分。


理论方法
通过有限体积法对质量加权平均N-S方程进行离散求解,湍流模型采用可实现化k-ε模型,运用滑移地面边界条件模拟单向翼与地面的相对运动,模拟介质采用可压缩性空气。运用小尺寸网格及局部高网格密度捕捉单向翼与地面之间的流动细节。通过细化网格来观察单向翼边界层流动,分析单向翼边界层的分离对流场及气动特性的影响。
  
结果分析
1
机翼失速边界层流动分析

随着间隙比减小,地面的“气阻”现象逐渐加剧,机翼后缘逆梯度增加,后缘边界层分离提前,分离区扩散;当间隙比较大时,地面对流场的影响力较弱,机翼与地面之间的交互影响较小。


2
气动特性分析

随着攻角的增加阻力系数总体上呈抛物线的趋势增大;但当间隙比小于0.07时,阻力系数的波动性增大。在小间隙比内,后缘逆压梯度对边界层的分离影响巨大,且在不同攻角时边界层出现不稳定的分离现象。

结束语

1)随着间隙比的减小,地面效应增强,机翼后缘逆梯度将增大,导致机翼后缘边界层分离提前。


2)攻角的增大使得机翼上表面分离扩散加剧,如分离扩散至机翼上表面全部区域将导致出现机翼阻力急剧增大而升力急剧减小的失速情况。该LA203A-1型机翼失速角为16°。


3)阻力系数、升力系数在不同间隙比下随攻角变化都呈上升的趋势,在间隙比小于0.07范围内,阻力系数出现不稳定的波动增加趋势。


4)改型机翼在攻角范围为4°~5°时的升阻比达到最佳值,因此对其气动特性影响的攻角范围在10°以内即可。


小编学非该专业,内容以原文为准。


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