格尼襟翼对翼型气动性能影响数值研究

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1、第54卷第4期汽轮机技术Vo1．54No．42012年8月TURBINETECHNOLOGYAug．2012格尼襟翼对翼型气动性能影响的数值研究戴丽萍，陈柳明，康顺(华北电力大学能源动力与机械工程学院，北京102206)摘要：为了分析襟翼对风力机翼型气动性能的影响，采用FLUENT软件对带有襟翼和不带襟翼的NACA4412翼型进行了数值模拟。首先通过不同计算模型结果与实验数值的对比，确定了适用于翼型计算的数值边界条件和湍流模型；其次，通过比较无襟翼和l％、2％、4％弦长3种襟翼高度的翼型气动性能和流场的压力分布等，对襟翼对流场的影响和增升原理进行了分析。结果表明：在一5。一十17。攻角范围

2、内，Gumey均可有效增加翼型升力，并且襟翼高度越大增升越明显，但同时阻力也会有所增加，受二者共同作用在小攻角时升阻比变化不大，大攻角时升阻比明显增加。襟翼后卡门涡街代表的低压区和襟翼前角涡代表的高压区的形成是增加翼型升力的根本原因。关键词：格尼襟翼；数值模拟；增升原理；边界条件；湍流模型分类号：TK83文献标识码：A文章编号：1001-5884(2012)04-0241-03NumericalInvestigationoftheEfectofGurneyFlaponAirfoilAerodynamicsPerformanceDAILi—ping，CHENLiu—ming，KANG—shu

3、n(SchoolofEnergyPowerandMechanicalEngineering，NoahChinaElectricPowerUniversity，Beijing102206，China)Abstract：ToanalyzetheeffectofGurneyflapontheaerodynamicsperformanceofairfoil，CFDcommercialsoftwareFluentareselectedtosimulateNACA4412airfoilwithandwithoutGurneyflap．First，theboundaryconditionsandturb

4、ulencemodelareascertainedthroughthecomparisonofseveralcomputationresultswithexperimentresults；thentheeffectofGurneyflapontheflowfieldandliftenhancementareanalyzedthoughcomparisonofpressuredistributionofcleanairfoilandairfoilwith1％、2％、4％chordheightGurneyflap．Theresultsshowthatbetween一5。～+17。attacka

5、ngletheliftforcecanbeenhancedeffectively．andthelargerthegurneyflapheightis．thehighertheliftis．Atthesametimethedragforcecanberaised．Affectedbyliftanddragforcetheliftdragratiochangelittleatlittleattackangleandincreaseatmiddleandlargeattackangle．ThelowpressurezoneinducedbyKarmauvortexandthehighpressu

6、rezoneinducedbycornervortexarethemainreasonforliftenhancement．Keywords：gurneyflap；numericalsimulation；lift-enhancement；boundaryconditions；turbulencemodel0前言1边界条件和湍流模型对计算结果的影响Gurney襟翼是一种有效的翼型增升装置，这点已经得到计算区域及网格如图1所示，以后缘为基准点，翼型前、大家普遍的认同。关于Gumey襟翼增升原理和增升潜力的后延伸区分别取了12，5倍和19倍弦长，网格为结构化CH网研究，国内外的许多学者都对此进行

7、了数值和实验研究。如格，壁面第一层网格厚度为0．2mm，网格总数为3万左右。申振华等通过实验研究I2得出以下结论：当翼型的攻角较零攻角、Re为0．68×10时在不同计算模型下的结果如表1小时格尼襟翼的作用不明显，当翼型的攻角较大时增加格尼AE襟翼可以显著增加翼型的升阻比。陈家权等通过数值模拟的方法分析了格尼襟翼对翼型的气动性能的影响，结果表明不同的翼型应当选用合适高度的格尼襟翼以最大限度提B高翼型的气动性能。国外学者如J