转捩对高升力构型数值模拟准度的影响研究.pdf

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1、第45卷第6期航空计算技术v01．45No．62015年11月Aer删ticalC唧utiIlg‰hniqIleNov．2015============================================================================================转捩对高升力构型数值模拟准度的影响研究瞿丽霞，白文(中国航空研究院航空数值模拟技术研究应用中心，北京100012)摘要：采用两套有代表性的计算网格，研究了流动转捩对高升力构型数值模拟准度的影响。通过对NAsA高井力梯形翼构型(NA

2、SA-’IhpWing)大攻角范围全湍流模拟、固定转捩位置模拟和自由转捩模拟大量数据的对比分析，表明与实验参考值和全湍流模拟结果相比，考虑流动转捩影响可以有效改善NAsA．Trapwi唱标模的气动特性预测结果，尤其是俯仰力矩系数；不同方法模拟得到的机翼表面压力分布差别不大，但转捩模型对近壁区速度剖面的预测结果更接近实验值，且减少／延迟了襟翼上表面的流动分离；计算网格对于失速攻角附近计算结果影响较大。关键词：高升力构型；数值模拟；流动转捩模拟；固定转捩模拟中图分类号：v211．3文献标识码：A文章编号：1671．654x(2015)06．

3、0018．05T珊晦i‰瑚kct蚰N咖ricalSim_山娟onA倪聪IcyofInghLmCo曲鲫础蚰QUU-)【ia，BAIWen(盹撇砌以＆m洳如厅国斯，侃i懈eAerD眦毗越西缸6凰IIlm删，&洳g100012，现讹)Ab渤麓ct：Thorep孢∞ntative曲dswereadaptedt0studynow咖sitiondrectonnumericalsimIIlationaccuracyofhigllliftco西guration。Comp蜮ive肌alysisw黯c删edoutw汕v鹊tdataobtai北d硒mnu·m

4、ericalsimulationofNASA·TrapWingatlargeattackmnge，usingtIlreeapproaches：柚yturbulentsimu．1alion，t啪sitionsimulationbyShe盯S廿essTr粕spon(SsT)turbulencemodelcoupledwimfixedt瑚si-tion舳dtlleLlmgtry-MenterGamma-Theta协msitionmodel．The6ndingssugge8ttllatc伽paIingtore—sultsof陀fer他dexpe

5、riment肌dfhuyturbulentsimulation，accountingfor呦sitiontendsto硪betivelyim·pmvetI地predictedaemdynarnicpe而珊蛐ce0fNASA·7I'rapWing，e8peciauy‰pitchiIlgm锄ent；tlle弛are砒ersmalldi虢rencesbetweentllesurf如epressu陀di矧bution8obtainedbyd迁ferentsim山ionmetIlods，Whe陀龋而出tmIIsitionmodel，卸improv

6、ementisob∞Ⅳedin出ep捌ictionofnear-waⅡveloci—t)rprofiles锄duppersurfaeen印∞pamtionis陀duced．Computational加dh鸽greatdfectontllec砌pu—tedresults肿undtllestall肌gleofattack．Keywords：higllliftcoIlfiglImtion；num舐calsimulation；nowt砌sitionsiⅡndation；fⅨedtI孤sitionsimu·latinn引言现代民用飞机设计过程中的

7、重点之一是需考虑起飞和着陆状态时的高升力增升装置，该装置及其空气动力学特性相关研究一直是航空界的前沿课题。增升装置是机翼用来改善气流流态和增加升力的活动面，主要由前、后缘襟翼组成，一般在起飞／着陆或机动飞行时发挥的作用最大，可有效改善此类飞行状态下的飞行性能⋯。由于高升力构型的结构和流动复杂性，特别是带小间距的多个部件以及各种复杂流动相互作用，使得对于高升力系统复杂流动的物理描述成为了CFD技术的重难点，包括附着线转捩、再层流化、缝隙间跨声速流动、流动分离与再附等现象拉o。为了准确评估并推进当前cFD技术及软件对高升力起飞／着陆构型的中

8、等／大展弦比后掠机翼的数值预测能力，世界各国与组织积极开展多段翼增升装置研究项目，如美国NASA兰利研究中心的TrapWing项目[21和欧洲的EUROUFr项目【33等。美国AI从应用气动技术委员会于20