激波控制鼓包对跨声速抖振影响的数值研究

作     者：章胜华 邓枫 覃宁 刘学强 ZHANG Shenghua;DENG Feng;QIN Ning;LIU Xueqiang

作者机构：南京航空航天大学航空学院飞行器先进设计技术国防重点学科实验室南京210016 Department of Mechanical EngineeringUniversity of SheffieldSheffield S13 JD 

基　　金：国家自然科学基金(12032011,11502112,11672132) 江苏高校优势学科建设工程资助项目 

出 版 物：《航空学报》 (Acta Aeronautica et Astronautica Sinica)

年 卷 期：2022年第43卷第11期

页      码：345-360页

摘      要：在跨声速飞行时,激波控制鼓包不仅能够减弱机翼上表面的激波强度从而降低波阻,对跨声速抖振也有一定的改善作用。通过URANS方法数值模拟来探究二维激波控制鼓包对OAT15A超临界翼型跨声速抖振性能的影响规律,并研究以巡航设计点减阻与抖振状态减振2种目标设计的鼓包的区别。以巡航设计点减阻优化设计出的鼓包,在抖振条件下,能够推迟了翼型上表面的压力恢复,减弱了激波与边界层的相互干扰作用,达到减弱抖振幅度的效果,然而不能对抖振实现完全抑制。通过改变鼓包相对位置、高度和长度计算得到鼓包参数对抖振的影响规律,分析典型流场得到鼓包抑制抖振现象的工作机理是:鼓包减弱了激波强度的同时,阻碍了鼓包尾部边界层向上游移动与激波相互干扰,从而稳定了激波抖振现象。另外,基于巡航设计点减阻设计的2个鼓包相对参考位置距离分别为0.04c和0.10c(c为翼型弦长),与同等高度鼓包在抖振状态完全抑制抖振且不降低升力的位置范围的[-0.01,0.02]c和[0.01,0.08]c不同,二者位置最小相差0.02c,而鼓包这段距离差异对巡航特性和抖振性能都有着重要影响作用。总而言之,以巡航设计点减阻与抖振状态减振2种目标设计得到鼓包位置上存在偏差,工程设计中应当综合考虑在二者中做出权衡取舍,才能设计出综合性能更好的激波控制鼓包来提升翼型的跨声速性能。

主 题 词：激波控制鼓包 超临界翼型 跨声速抖振 URANS 流动控制 

学科分类：080103[080103] 08[工学] 080104[080104] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.7527/S1000-6893.2022.26806

馆 藏 号：203115549...