航空声学引导风洞收缩段边界层修正的数值模拟和实验研究

作     者：刘卫红 姚磊 余永生 吕金磊 屈晓力 朱博 Liu Weihong;Yao Lei;Yu Yongsheng;Lyu Jinlei;Qu Xiaoli;Zhu Bo

作者机构：中国空气动力研究与发展中心空气动力学国家重点实验室四川绵阳621000 中国空气动力研究与发展中心设备设计及测试技术研究所四川绵阳621000 

基　　金：空气动力学国家重点实验室自主课题(JBKY13040402) 

出 版 物：《实验流体力学》 (Journal of Experiments in Fluid Mechanics)

年 卷 期：2015年第29卷第3期

页      码：93-98页

摘      要：根据数值分析得到的低速风洞收缩段边界层位移厚度分布通用曲线,针对航空声学引导风洞收缩段,推导得出收缩段边界层位移厚度分布曲线,并对收缩段型面进行修正设计,给出了修正前后的型面坐标偏差,设计加工了试验件,并进行了收缩段修正前后流场的数值模拟和实验验证。数值模拟结果表明:尽管航空声学引导风洞收缩段的边界层很薄,最大位移厚度只相当于试验段水力直径的0.5%左右,但修正效果明显。对于开口和闭口试验段流场,在收缩段型面设计时考虑粘性影响,进行边界层修正,均可显著降低试验段的动压场系数;减小气流偏角,提高试验段流场品质,有利于风洞部段的精细化设计。收缩段型面出口由于逆压梯度的存在,壁面速度过冲,气流均匀性较差,但进入平直段后,动压不均匀度及气流偏角迅速下降,因此收缩段后16.7%长度的平直段对于改善试验段流场品质很关键。在航空声学引导风洞上,采用移测架、皮托管和热线风速仪进行了修正前后收缩段、试验段动压和速度值测量,测量结果也验证了边界层修正的效果,而且实测的边界层位移厚度与理论推导值吻合。根据测量的收缩段内和出口的边界层速度分布,计算边界层位移厚度、动量损失厚度和形状因子,并据此判定,航空声学引导风洞收缩段内的边界层流动保持层流状态,未发生层流到湍流的转捩。

主 题 词：收缩段 边界层位移厚度 修正 动压场 层流 

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

核心收录：

D　O　I：10.11729/syltlx20140067

馆 藏 号：203736662...