不同孔口构型合成射流激励器的低速翼型分离控制特性

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1、第8卷第11期中国科技论文VoL8No．112013年11月CHINASCIENCEPAPERNov．2O13不同孑L口构型合成射流激励器的低速翼型分离控制特性林彦良，刘艳明，李智慧(北京理工大学宇航学院，北京100081)摘要：为探索孔口构型对合成射流激励器流动控制效果的影响，采用数值方法研究了4种不同孔口构型的合成射流激励器对大攻角20。下NACA0015翼型分离流动的控制特性。通过对翼型气动力特性、脱落旋涡结构以及射流孔口附近流动结构的分析，阐述了合成射流的边界层分离控制机理。首先在距离翼型前缘1O、2O、3O弦长位置安装激励器进行数值模拟，得到2

2、O弦长的激励器方案效果最好。然后在此位置处，采用设计出的“凸台型、凹台型、斜出口”以及常规平台型等4种孔口构型的激励器进行流动分离控制。结果表明，在所有方案中，流动控制效果最佳的方案是喷口向流动方向倾斜的孔口构型；在这种方案下，射流与主流掺混使得边界层的动能增大，抗反压能力增强，并且由于喷出的气流方向与主流方向夹角很小，掺混后的气流流动方向与主流相近，从而使得边界层分离被大大削弱甚至消失。关键词：合成射流；分离控制；激励器；流动控制；涡结构；孔口构型中图分类号：V228文献标志码：A文章编号：2095—2783(2013)11—1173—06Separa

3、tioncontrolcharacteristicsofdifferentconfigurationsoforificesyntheticjetactuatorsusedinlow-speedairfoilLinYanliang，LiuYanming，LiZhihui(SchoolofAerospaceEngineering，BeijingInstituteofTechnology，Beijing100081，Cina)Abstract：NumericalmethodisusedtOstudythecontrolcharacteristicsofsynt

4、heticjet(SJ)actuatorwithfourdifferentorificede—signsoverNACA0015airfoil．Byanalyzingtheairfoilaerodynamiccharacteristicsandvortexstructure，thesyntheticjetbounda—rylayerseparationcontrolmechanismisdiscussed．Firstly，thesyntheticjetisappliedto10，20，30chordlengthawayfromtheleadingedge

5、oftheairfoil，respectively．Theresultsshowthat2Ochordlengthisthebestinstallationlocation．Then，theboundarylayercharacteristicsareanalyzedfortheairfoilwithsyntheticetonthisbestlocation．ForthefourkindsofSJori—ficedesignsconsidered，thebestoptionisventorificeinclinedtothedirectionofflow

6、．Inthisbestcase，themixingbetweenjetandmainstreamleadstOtheincreaseofboundarylayerkineticenergy，SOtheanti—pressureabilityisstrengthened．Moreover，thereisasmallanglebetweentheblowingjetandthemainstream，whichmakesasimilardirectionofmixedflowtothemain—stream，SOthattheboundarylayersepa

7、rationisgreatlyweakened．Keywords：syntheticjet；separationcontrol；actuator；controlmechanism；vortexstructure；orificedesign合成射流本质上是一种零质量射流。它具有无膜工作失效问题，提出了新型合成双射流激励器；合需附加气源和外界质量注入、结构简单、控制方便、成双射流激励器优越的性能和独有的功能，使其具能量消耗小等优点，可以广泛应用于控制流动分离、有提高控制效率并拓展合成射流应用方向的潜力。飞行器飞行控制、射流矢量控制、燃烧室燃烧掺混控在合成射流

8、控制翼型流动分离方面，国内外很制等领域L1]。零质量射流技术的历史发展可以追溯多