低雷诺数下螺旋桨翼型非定常气动性能的比较

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1、总第170期2012年第1期直升机技术HELICOPTERTECHNIQUETotalNo．170No．12012文章编号：1673—1220(2012)01-016．．04低雷诺数下螺旋桨翼型非定常气动性能的比较程钰锋，李国强，聂万胜(装备指挥技术学院，北京101416)摘要为得到适用于平流层螺旋桨桨叶叶素的翼型，采用数值方法，通过改变气流速度和攻角，比较研究了低雷诺数下8种典型翼型的非定常气动性能。结果显示，大攻角工况下翼型容易发生流动分离现象，翼型吸力面的分离越严重，气动力的振荡幅度越大。通过比较不同攻角和不同速度下翼型的升阻比大小和气动稳定性得出，SD80

2、00一PT翼型具有较高的升阻比和较稳定的气动力，适合作为螺旋桨的翼型。关键词低雷诺数；螺旋桨叶素；流动分离；非定常气动性能中图分类号：V211．52文献标识码：AComparisonStudyofthePropellerAerofoilUnsteadyAerodynamicCharacteristicsinLowRenaultNumberCHENGYufeng，LIGuoqiang，NIEWansheng(TheAcademyofEquipmentCommand＆Technology，Beijing101416，China)AbstractThispaperwas

3、aimingtofindanairfoilsuitforstratospherepropelleraerofoil．Thean—steadyaerodynamicscharacteristicsofeighttypicalairfoilswerenumericalcomparisonstudyatlowRenaultNumberconditionthroughchangethevelocityandattackangleofcompoundairflow．Theresuhshowedthatflowseparationwouldbecomemoreacutelyi

4、ftheattackangleincreasedandaero-dynamicofairfoilwouldbecomeinstabilityifflowseparationprickup．Theliftdragratioandaero-dynamicstabilityofdifferentairfoilswerecomparativestudiedindifferentattackangleanddifferentMa，anditcouldbeseeingthattheliftdragratioofSD8000一PTairfoilwaishighandaerody

5、namicwasmoresteadybetweentheeighttypicalairfoilsstudiedinthispaper，SOitwasmoresuitableforscrewpropellerairfoil．KeywordslowRenaultNumber；propelleraerofoil；flowseparation；unsteadyaerodynamicchar-acteristic0引言螺旋桨的运动过程中，气流相对于叶素的实际合成速度和攻角是随着桨径的变化而变化的，不同桨径处的叶素面临气流速度和攻角都是不同的，因此要求旋转运动的翼型叶素必须在

6、尽量大的速度范收稿日期：2011-08-30作者简介：程钰锋(1985一)，男，江西鄱阳人，博士研究生，主要研究方向为先进流动控制技术。2012年第1期程钰锋，李国强，聂万胜：低雷诺数下螺旋桨翼型非定常气动性能的比较‘17·围和攻角范围内都有较高的升阻比和较稳定的气动力⋯。影响叶素气动力的重要因素是吸力面的系带分离现象心J，平流层螺旋桨因其所处的低压低密度环境，叶素的雷诺数较低，更容易发生气流分离现象。因此，选择一个不易发生分离的翼型是高空螺旋桨桨叶设计的关键。本文通过求解N—S方程，SST(Shear—StressTransport)k—ct)两方程湍流模型。比

7、较研究了AH79—100一A、Eppler387等8种典型翼型在高、低马赫数和大、小攻角工况下的非定常气动性能。通过比较低雷诺数下不同工况中各翼型的升阻比大小和气动稳定性，得出了适合用于临近空间螺旋桨等旋转桨叶叶素的翼型。本文的工作可为螺旋桨的设计提供参考。l数学模型1．1控制方程N—S方程可以写成如下形式：分辨率的优点，具有良好的数值稳定性和较高的间断分辨率，其基本思想是认为对流波的传播与声波的传播是物理上不同的过程，前者与特征速度“线性关系，后者与特征速度u+a和“一a有非线性关系，将无粘通量分解为对流通量和压力通量。详见文献[4，5]。图1耦合算法流程图立u

8、+岛+旦】