[发明专利]改善双凸起翼段性能的前缘双凸起结构的流动控制方法

说明书

本发明公开了一种改善双凸起翼段性能的前缘双凸起结构的流动控制方法。一种改善双凸起翼段性能的前缘双凸起结构，所述前缘双凸起布置方式包括基础翼型和两个前缘凸起，所述两个前缘凸起设置在基础翼型上，所述两个前缘凸起结构相同，每个所述前缘凸起的前端轮廓线均为正弦型，其周期均为弦长的25％，所述两个前缘凸起幅值均为弦长的10％。是为了改善现有前缘双凸起结构对流动进行控制中出现性能降低现象，目的在通过改变两个凸起间间距实现对性能的提升。

技术领域

本发明属于翼面失速控制的技术领域；具体涉及一种改善双凸起翼段性能的前缘双凸起结构的流动控制方法。

背景技术

近年来翼型的增升减阻问题成为飞机、风力机等所属流体机械方向的热门问题。根据研究发现，随着来流攻角增加翼段的性能表现为先增加到达某一临界攻角后，迅速下降阻力系数迅速上升。该问题产生的影响不仅反映在外特性上在实际应用中还将导致翼段震颤，长时间处于两种状态切换将会减少翼段的使用寿命。

通过调研现有研究成果发现上述问题的解决方法。飞机广泛使用襟翼来提高起降过程飞机性能，另外两类控制方式，即主动控制和被动控制。两种控制方式的区别是是否从外界引入能量用以改善边界层内流动情况，近年来随着仿生学兴起，大量技术成果从自然界中仿生获得仿生前缘凸起结构改善翼型失速过程就是典型的代表。

前缘双凸起结构具有制造成本低、结构简单的特点，但是在航空、风能利用等领域的大面积推广使用存在以下几点困难：(1)控制效果有限，前缘双凸起结构属于被动控制；(2)尚无完整理论机理，双凸起结构间距幅值综合考虑对翼面性能影响机理尚未明晰

发明内容

本发明提供了一种改善双凸起翼段性能的前缘双凸起结构的流动控制方法，是为了改善现有前缘双凸起结构对流动进行控制中出现性能降低现象，目的在通过改变两个凸起间间距实现对性能的提升。

本发明通过以下技术方案实现：

一种改善双凸起翼段性能的前缘双凸起结构，所述前缘双凸起布置方式包括基础翼型和两个前缘凸起，所述两个前缘凸起设置在基础翼型上，所述两个前缘凸起结构相同，每个所述前缘凸起的前端轮廓线均为正弦型，其周期均为弦长的25％，凸起与基础翼型的过渡是从翼型最大厚度点开始，保证了整体过渡光滑，所述两个前缘凸起幅值均为弦长的10％。

进一步的，所述两个前缘凸起间间距为0、所述两个前缘凸起间间距为1倍波长、所述两个前缘凸起间间距为2倍波长或所述两个前缘凸起间间距为3倍波长。

一种前缘双凸起结构的改善双凸起翼段性能的流动控制方法，所述流动控制方法具体包括以下步骤：

步骤1：输入各种参数及编辑各种条件；

步骤2：根据编辑条件进行几何建模，并确定用于计算的翼型模型；

步骤3：根据步骤2的翼型模型进行网格划分；

步骤4：根据步骤3的网格划分进行流体基本控制方程计算；

步骤5：对流体基本控制方程进行湍流模型的选取及修正；

步骤6：根据步骤4流体基本控制方程进行边界条件选取及离散的数值方法；

步骤7：根据单凸起改变幅值的影响，确定前缘双凸起布置方式；

步骤8：根据前缘双凸起布置方式控制工况下随机性的流动，确定附着区和分离区；

步骤9：验证前缘双凸起布置方式的可行性。