[發明專利]改善雙凸起翼段性能的前緣雙凸起結構的流動控制方法

有效

• 申請號: 202011024989.1
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112373673B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發明（設計）人: 李德友;常洪;王洪杰;左志鋼;郭鵬程;劉樹紅;宮汝志
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B64C3/14
• 分類號: B64C3/14;B64C3/28
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 劉景祥

本發明公開了一種改善雙凸起翼段性能的前緣雙凸起結構的流動控制方法。一種改善雙凸起翼段性能的前緣雙凸起結構，所述前緣雙凸起布置方式包括基礎翼型和兩個前緣凸起，所述兩個前緣凸起設置在基礎翼型上，所述兩個前緣凸起結構相同，每個所述前緣凸起的前端輪廓線均為正弦型，其周期均為弦長的25％，所述兩個前緣凸起幅值均為弦長的10％。是為了改善現有前緣雙凸起結構對流動進行控制中出現性能降低現象，目的在通過改變兩個凸起間間距實現對性能的提升。

技術領域

本發明屬于翼面失速控制的技術領域；具體涉及一種改善雙凸起翼段性能的前緣雙凸起結構的流動控制方法。

背景技術

近年來翼型的增升減阻問題成為飛機、風力機等所屬流體機械方向的熱門問題。根據研究發現，隨著來流攻角增加翼段的性能表現為先增加到達某一臨界攻角后，迅速下降阻力系數迅速上升。該問題產生的影響不僅反映在外特性上在實際應用中還將導致翼段震顫，長時間處于兩種狀態切換將會減少翼段的使用壽命。

通過調研現有研究成果發現上述問題的解決方法。飛機廣泛使用襟翼來提高起降過程飛機性能，另外兩類控制方式，即主動控制和被動控制。兩種控制方式的區別是是否從外界引入能量用以改善邊界層內流動情況，近年來隨著仿生學興起，大量技術成果從自然界中仿生獲得仿生前緣凸起結構改善翼型失速過程就是典型的代表。

前緣雙凸起結構具有制造成本低、結構簡單的特點，但是在航空、風能利用等領域的大面積推廣使用存在以下幾點困難：(1)控制效果有限，前緣雙凸起結構屬于被動控制；(2)尚無完整理論機理，雙凸起結構間距幅值綜合考慮對翼面性能影響機理尚未明晰

發明內容

本發明提供了一種改善雙凸起翼段性能的前緣雙凸起結構的流動控制方法，是為了改善現有前緣雙凸起結構對流動進行控制中出現性能降低現象，目的在通過改變兩個凸起間間距實現對性能的提升。

本發明通過以下技術方案實現：

一種改善雙凸起翼段性能的前緣雙凸起結構，所述前緣雙凸起布置方式包括基礎翼型和兩個前緣凸起，所述兩個前緣凸起設置在基礎翼型上，所述兩個前緣凸起結構相同，每個所述前緣凸起的前端輪廓線均為正弦型，其周期均為弦長的25％，凸起與基礎翼型的過渡是從翼型最大厚度點開始，保證了整體過渡光滑，所述兩個前緣凸起幅值均為弦長的10％。

進一步的，所述兩個前緣凸起間間距為0、所述兩個前緣凸起間間距為1倍波長、所述兩個前緣凸起間間距為2倍波長或所述兩個前緣凸起間間距為3倍波長。

一種前緣雙凸起結構的改善雙凸起翼段性能的流動控制方法，所述流動控制方法具體包括以下步驟：

步驟1：輸入各種參數及編輯各種條件；

步驟2：根據編輯條件進行幾何建模，并確定用于計算的翼型模型；

步驟3：根據步驟2的翼型模型進行網格劃分；

步驟4：根據步驟3的網格劃分進行流體基本控制方程計算；

步驟5：對流體基本控制方程進行湍流模型的選取及修正；

步驟6：根據步驟4流體基本控制方程進行邊界條件選取及離散的數值方法；

步驟7：根據單凸起改變幅值的影響，確定前緣雙凸起布置方式；

步驟8：根據前緣雙凸起布置方式控制工況下隨機性的流動，確定附著區和分離區；

步驟9：驗證前緣雙凸起布置方式的可行性。