运输机后体流动分离的主动控制研究

《运输机后体流动分离的主动控制研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中图分类号：V211.4论文编号：102870218-S028学科分类号：080701硕士学位论文运输机后体流动分离的主动控制研究研究生姓名顾仁勇学科、专业工程热物理研究方向流体主动控制指导教师单勇教授南京航空航天大学研究生院能源与动力学院二О一七年十二月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofEnergyandPowerEngineeringInvestigationonFuselageAfter-bodyFlowSeparationControlbyS

2、parkjetAThesisinThermalPhysicsEngineeringbyGuRenyongAdvisedbyProfessorShanYongSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofPhilosophyDecember,2017承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而

3、使用过的材料。本人授权南京航空航天大学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、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（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机身后体流动分离对军用运输机飞行阻力影响大，机身后体减阻技术的应用对于军用运输机具有重要价值。传统的军用运输机性后体结构以及被动式减阻技术已经不能满足未来战争对军用运输机的要求；基于主动控制的后体流动分离抑制技术在飞行器减阻方面有广泛的应用前景。本文对火花型合成射流应用于运输机后体流动分离控制开展了数值仿真和影响因素的研究工作。

4、主要研究内容和结论如下：1)对典型军用运输机C130机身后体流场进行数值模拟，发现后体分离存在气泡型分离和分离漩涡两种结构。气泡型分离将高速主流区与低速粘滞流区分隔开来；而分离漩涡从后体两侧分离而出，向下游发展和扩散，并最终耗散。随着迎角减小，两侧低压区域不断扩大并拉长，压差阻力系数不断减少。2)将火花型合成射流应用于两维机身后体模型的气泡型分离控制，对比了不同激发器位置、激励能量、频率以及合成射流入射角度对流动分离和减阻效果的影响。对比分析后得到：分离点处以及分离点后施加激励的控制效果更好。大能量激励下的分离控制效果好，但减阻效果差，小能量激励则相反。低

5、频激励时存在控制真空期，而高频激励下射流的总喷射动量更大，所以减阻效果更好。随着合成射流入射角的增加，分离控制效果减弱，回流区增大。根据单激发器吸气回填阶段抑制分离效果减弱的缺陷，提出了三激励器异相位工作方案。在总激励能量相同的条件下，三激发器异相位工作的减阻效果优于单激发器工作。将火花型合成射流与当量的定常射流、脉冲射流相比较，脉冲射流减阻效果优于定常射流，火花型合成射流优于脉冲射流。3)开展合成射流对三维运输机机身后体模型流动分离控制的数值模拟，对比了不同射流孔倾角、激励能量和频率对分离控制与减阻效果的影响。研究结果表明：30°倾角的射流对分离的控制效

6、果更好，在抑制底部气泡型分离的同时，也对分离漩涡区产生影响，削弱漩涡的旋向速度。激励频率较低时，存在控制真空期；激励频率越高，后体减阻效果越好，存在适当的激发频率，达到最佳减阻性价比。激励能量越大，合成射流的工作性能越好，减阻效果越好，但付出的能量代价越大。总能量激励相同的条件下，高频低能量的工作方式优于低频高能量。关键词：流动分离；火花型合成射流；运输机后体；流动主动控制；数值仿真I运输机后体流动分离的主动控制研究AbstractAsthefuselageafter-bodyflowseparationplaysanimportantroleinmili

7、tarytransportaircraft,theapplicationoffuselageafter-bodydragreductiontechnologyisofgreatvaluetomilitarytransportaircraft.Withtheincreasingdemandforperformanceofmilitarytransportaircraft,thetraditionalpassivefluidcontroltechnologycouldnolongermeettherequirements.Nowadays,thesparkje

8、t,whichisanewtechnologyoffluidact