用微分法计算螺旋桨叶片上的三维边界层

螺旋桨桨叶上的粘性流动直接影响螺旋桨的性能,同振动噪声也有一定关系.所以计算桨叶上的边界层是十分必要的.在国外,这方面的工作开展得较早,而国内在近两年才有少量论文发表.螺旋桨上的边界层计算,1981年以前基本上作为二维问题处理(1978年Cebeci T.等采用微分法,此前一般采用积分法).由于在流动显示试验中人们观察到,无论是压气机、透平机还是螺旋桨,叶片上的边界层流动中确实存在着一些现象,是二维边界层理论难以解释的.此外,在螺旋桨的设计、层流不稳定性的研究等场合,对横流的了解也是十分必要的.这样三维的处理方法受到重视.文献[1]～[9]反映了八、九十年代的一些工作.计算对象既有螺旋桨,又有轴流泵、旋转叶栅、螺旋叶面等.文献[10]与[11]还讨论了旋转机构上的边界层计算中“维”的影响、旋转效应、转捩、分离、湍流模式、初始条件等.本文用有限差分方法,在非正交随动坐标系下,求解了螺旋桨叶片上的三维层流边界层/湍流边界层.以零方程模式封闭基本方程组.为计及旋转影响,对Cebeci的混合长度公式作了各向异性修正.对转捩起始点位置的确定采用了两种不同方法,即根据试验指定转捩起始点和按经验公式由程序自动判断转捩起始点.转捩区内采用间歇因子计算公式.外部势流边界条件假定横流速度分量为O,?