前缘小翼及开槽对扇翼气动性能影响分析

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1、中图分类号：V211.52论文编号：102870115-S178学科分类号：082501硕士学位论文前缘小翼及开槽对扇翼气动性能影响分析研究生姓名冯衬学科、专业飞行器设计研究方向直升机空气动力学指导教师唐正飞副教授南京航空航天大学研究生院航空宇航学院二О一五年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAerospaceEngineeringTheAnalysisofAerodynamicPerformanceoftheFlapandSlotOntheL

2、eadingedgeofFan-wingAThesisinFlightVehicleDesignbyChenFengAdvisedbyAssociateProfessorZhengfeiTangSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMar,2015承诺书本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所涉及

3、的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人授权南京航空航天大学可以有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅,可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的学位论文在解密后适用本承诺书)作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要扇翼飞行器通过旋转机翼前缘上部的横流风扇使扇翼飞行器同时获得推力和高升力。由于升力和推力的产生都依赖于横流风扇旋转在机翼弧形段内形成的偏心涡，使得升力和推力之间有较强的耦合关系。单独改变升力或者推力就变得十分困难，降低了扇翼飞行器的操纵性。

4、经过分析，扇翼机翼各几何参数中前缘开口角对气动性能的影响最大。通过在机翼前缘弧形段添加前缘小翼和开槽，可以改变前缘开口角的尺寸，从而改变来流进入横流风扇的方向和流量，进而改变扇翼的升力和推力，实现升推力的部分解耦。本文采用非定常数值模拟方法分析二维扇翼流场，初步研究了前缘小翼及前缘开槽对扇翼气动特性的影响。具体研究内容如下：本文首先介绍了国内外对扇翼气动性能分析的研究现状；其次，建立基于Navier-Stokes方程的扇翼气动性能分析的数值模拟方法，该方法采用分区网格划分技术、滑移网格技术和RNGk湍流模型；采用该方法分析前缘开口角、前缘弧形槽间隙、

5、横流风扇叶片安装角等对前缘小翼和前缘开槽设计有影响的几何参数，建立基准模型并设计小翼和开槽尺寸；然后，对比基准模型与前缘小翼对扇翼气动性能的影响，分析不同小翼安装角、不同小翼数目对气动性能的影响；最后，对比基准模型与前缘开槽对扇翼气动性能的影响，分析开槽尺寸、开槽数目、开槽位置对扇翼气动性能的影响，得出了一些有意义的结论。关键字：扇翼，前缘小翼，非定常流动，前缘开槽，数值模拟i前缘小翼及开槽对扇翼气动性能影响分析ABSTRACTBytherotationofcrossflowfanintheleadingedgeoffan-wing,thethrusta

6、ndhighliftforcewasobtained.Theliftandthrusthavestrongcouplingrelationship,becauseoftheliftandthrustbothdependentonthecrossflowfanspinwhichgenerateeccentricvortexintheperiodofthewingarc.Separatechangeliftorthrustbecomesverydifficult,reducesthefan-wingflightvehiclemaneuverability.T

7、hroughanalysisinvariousgeometricparametersoffan-wing,thefrontopeningcornerhadbiggestinfluenceamongalltheparameters.TheflaporslotontheleadingedgeoftheFan-wingwasusedtochangethesizeofthefrontopeningcorner.Bythisway,thedirectionandflowoftheairintothecrossflowfancanbechanged,soastoch

8、angeliftandthrusttoachievepartofdecoupli