翼型低雷诺数层流分离现象随雷诺数的演化特征

翼型低雷诺数层流分离现象随雷诺数的演化特征

论文摘要

层流分离现象是翼型低雷诺数条件下出现的典型流场特征。层流分离流动中包含流动分离、转捩、再附等非定常流动结构,层流分离流动的形成与演化会对翼型气动特性产生恶化作用。采用大涡模拟(LES)方法对低雷诺数范围内不同雷诺数下的翼型层流分离流动开展精细数值模拟,研究了雷诺数对翼型气动特性的影响规律及作用机理。LES方法采用隐式亚格子模型,基于结构化拼接网格,对流项离散和时间推进方法分别采用AUSM+格式以及双时间步方法。验证算例计算结果表明数值模拟方法的正确性及可靠性,雷诺数对翼型气动特性具有显著影响。随雷诺数降低,时均分离泡外形增大、位置后移,平均阻力系数增大,特别是在较低雷诺数下,翼型升阻力系数随时间出现振荡现象。进一步研究表明,造成不同时均分离泡形态和气动特性的原因在于翼型上表面分离剪切层的失稳与转捩特征。随雷诺数降低,流动黏性增大,导致分离剪切层速度梯度减小,流动发生转捩及再附位置后移,直至翼型表面不再发生转捩和再附。

论文目录

  • 1 数值方法
  •   1.1 控制方程
  •   1.2 数值格式
  •   1.3 计算网格及边界条件
  •   1.4 算例验证
  • 2 结果分析
  •   2.1 雷诺数对分离泡形态及气动特性的影响
  •   2.2 雷诺数影响层流分离流动的物理机理
  • 3 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 朱志斌,尚庆,白鹏,刘强

    关键词: 低雷诺数,翼型,层流分离,转捩,大涡模拟

    来源: 航空学报 2019年05期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑,基础科学

    专业: 力学,航空航天科学与工程

    单位: 中国航天空气动力技术研究院空气动力理论与应用研究所

    基金: 国家自然科学基金(11672282)~~

    分类号: V211.41

    页码: 62-72

    总页数: 11

    文件大小: 987K

    下载量: 315

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