外吹式襟翼动力增升数值模拟方法研究

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1、第1卷第1期20lO年2月航宅工程进展ADVANCESINAERONAUTICAI．SCIENCEANDENGINEERINGV01．1Feb．No．1ZOlO文章编号：1674—8190(2010)01—049—06外吹式襟翼动力增升数值模拟方法研究郭少杰，王豪杰，李杰(西北工业大学航空学院，西安710072)NumericalSimulatingMethodforPoweredHigh-liftFlowGuoShaojie，WangHaojie。LiJie(SchoolofAeronautics。Northwe

2、sternPolytechniealUniversity，Xi’an710072，China)摘要：针对某运输机简化模型，采用数值模拟分析的方法开展了外吹式襟翼动力增升效能分析研究。本文首先对单独的发动机模型和不带动力装置的增升模型进行数值模拟。计算结果均与实验值吻合良好，表明动力增升效能分析所采用的边界条件处理方法、网格生成策略以及流场计算方法的合理性及适用性。在此基础上对动力增升构型在带发动机喷流效应和通气短舱的两种情况进行数值模拟与对比分析。结果显示其增升效果显著、流场结果合理。表明本文所形成的计算方法与技术

3、思路可靠的、有效的。方法对大型运输机外吹式襟翼动力增升系统的设计分析具有一定的应用价值。关键词：外吹式襟翼；动力增升；数值模拟；点对接多块结构网格；多重网格中图分类号：V211．7文献标识码：AAbstract：Thepoweredhigh-liftflowsimulatingmethodwaspresentedinthispaper．Forsimplicity，asingleen—ginemodelandahigh-liftmodelwerefirstanalyzed．Thecomputationalresult

4、sshowgoodagreementwithex·perimentaldata，whichindicatethenumericalmethod，gridblockingstrategyandmanagementofboundarycon—ditionsareappropriate．Basedonthepresentedcomputationalmethod。thepoweredhigh—liftconfigurationissimulatedtoanalyzetheliftaugmentationeffectofp

5、ower．Itcanbeseenfromthecomputationresultsthattheliftaugmentationeffectofpowerissignificantandthecomputedflowfieldisreasonable．Thisindicatesthatthetechniquesusedinthenumericalsimulationforevaluatingthepoweredhigh-liftconfigurationfindtheliftaug—mentationeffecto

6、fpowerisreliableandeffective．Themethodisvaluableforthehigh-liftconfigurationdesignwithexternallyblownflaps．Keywords：externallyblownflaps；poweredhigh—lifttechnique；numericalsimulatiompoint-to-pointpatchedmulti—blocktechnologymulti—gridtechnique．引言现代飞机由于飞行速度的不断提

7、高，起飞着陆性能相应恶化，为得到良好的场域性能，增升装置的设计技术成为飞机设计的重要领域，外吹式动力吹气襟翼的增升机理主要是：(1)增加机翼环量产生额外的升力；(2)离开襟翼后缘的喷气动量，由于功率和喷流层的作用如同物理上增加襟翼的弦长收稿日期：2010-01—06l修回日期：2010—02—06通讯作者：郭少杰。guo．shao．jie@163．corn而增加了升力；(3)大部分喷流直接喷射到襟翼下表面，向下偏转的襟翼使得发动机喷流向下偏转改变流动方向(效果类似推力矢量)[1]。外吹式动力增升技术可以达到很高的增

8、升效果，提供优异的短距起降性能。该项技术经长期研究，特别是YC-15验证机的飞行试验验证和在C一17大型军用运输机上正式应用，取得了极好的效果。常规布局的大型运输机，发动机通常安装在机翼下方且常采用大涵道比涡轮风扇发动机，空气流量比较大，发动机进排气对襟翼的影响较大，因此外吹式动力吹气襟翼系统实现动力增升是其最佳选择[2]。航宅工程进展第1卷1控制方程与离散