振動(dòng)翼推進(jìn)及干擾效應(yīng)非定常流體動(dòng)力研究.pdf

1、本文基于不可壓縮、無(wú)粘性、無(wú)旋流動(dòng)假設(shè),首先給出描述機(jī)翼非定常運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生擾動(dòng)流場(chǎng)的控制方程和邊界條件.在慣性坐標(biāo)系下應(yīng)用面元法求解控制方程,對(duì)二維機(jī)翼表面分布強(qiáng)度線性變化的渦,用離散點(diǎn)渦模擬尾渦,用與尾緣相連的常值渦片模擬每一時(shí)間步尾渦下泄,渦片的長(zhǎng)度和方向迭代確定;對(duì)三維機(jī)翼表面分布常值源和常值面偶極,尾渦面上分布常強(qiáng)度面偶極,指定當(dāng)前時(shí)間步下泄尾渦面長(zhǎng)度和方向.尾渦誘導(dǎo)速度計(jì)算采用消除奇異性公式,尾渦以當(dāng)?shù)亓黧w速度運(yùn)動(dòng).應(yīng)用線性渦分布

2、的面元法模擬了二維機(jī)翼的突然起動(dòng)問(wèn)題,將面元法計(jì)算升力系數(shù)與wagner函數(shù)比較,將升沉運(yùn)動(dòng)、俯仰運(yùn)動(dòng)、升沉和俯仰組合運(yùn)動(dòng)的面元法計(jì)算升力系數(shù)與Theodorsen函數(shù)對(duì)比,所有小擾動(dòng)情況的計(jì)算結(jié)果與經(jīng)典線性理論較好地符合,證明了二維數(shù)值模型的可靠性.檢驗(yàn)了計(jì)算點(diǎn)渦誘導(dǎo)速度公式中渦團(tuán)半徑對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響.討論了約化頻率、無(wú)因次升沉運(yùn)動(dòng)幅度、俯仰運(yùn)動(dòng)幅度、升沉和俯仰運(yùn)動(dòng)的相位差、尾流時(shí)均速度剖面、尾渦卷起程度對(duì)振動(dòng)翼推力和推進(jìn)效率的影響.

3、應(yīng)用線性渦分布的面元法模擬了二維相互靠近雙翼的突然起動(dòng)問(wèn)題,討論了前翼起動(dòng)渦對(duì)后翼升力時(shí)間歷程的影響.考慮了垂向間距對(duì)反相對(duì)稱振動(dòng)雙翼推力和推進(jìn)效率的增強(qiáng)效應(yīng),振動(dòng)翼尾渦能量的利用.重點(diǎn)探討了不同空間位置、機(jī)翼之間運(yùn)動(dòng)相位差對(duì)前后翼推力和推進(jìn)效率的影響,分析了產(chǎn)生有利干擾、不利干擾的空間位置和相位差,尾流時(shí)均速度剖面和尾渦相互作用機(jī)制與后翼推進(jìn)性能的關(guān)系.應(yīng)用三維數(shù)值模型模擬不同展弦比機(jī)翼的突然起動(dòng)問(wèn)題,將計(jì)算升力系數(shù)與線性理論比較,檢