不同参数对带粗糙冰翼型绕流流场结构影响的实验研究

粗糙冰会改变翼型前缘轮廓从而影响翼型整体的气动特性.研究过冷大水滴结冰条件下产生的粗糙冰对翼型绕流流场结构的影响可以为飞机的防/除冰设计提供参考.利用粒子图像测速技术在低速直流风洞内对表面覆盖粗糙冰的翼型模型的绕流流场结构开展了详细的实验测量研究,主要探究了粗糙冰对涡量和标准化雷诺应力分布的影响.研究参数包括雷诺数、粗糙冰的粗糙度和翼型的攻角.结果表明:随着雷诺数增大,带冰翼型尾流处的涡量范围和数值增大,标准化雷诺应力值略微减小;粗糙冰的存在降低了翼型近壁面处气流速度,增加了尾流的涡量并严重影响切应力分布;与光滑翼型相比,粗糙冰会使气流提前分离,且分离泡内的气流速度波动更剧烈.

风力机结冰问题研究综述

在自然界中,风是一种可再生、无污染而且储量巨大的能源。据估算,全世界的风能总量为200亿千瓦,大约是世界总能耗的3倍。寒冷季节时在风力机上产生的结冰会大大降低叶片的气动特性,并严重影响风力机运行的效率和安全性。首先对风力机结冰机理及其结冰形式进行阐述,然后对现有的风力机结冰研究进行了分类总结,并归纳了现有的有效防冰除冰系统以及结冰检测方法。指出结合结冰的微物理过程,设计出高效率、高可靠性的防冰除冰设备是全世界风电研究工作者面临的艰巨任务。

不同攻角和翼型的简化角冰特征参数的气动数值模拟

选取常规翼型NACA23012、自然层流翼型NACA64-215和超临界翼型RAE2822,以冰角高度、冰角宽度,冰角端部形状以及冰角之间的连接情况4个参数来研究角冰对不同翼型在不同攻角下的升阻力系数的影响。结果表明,角冰的下冰角是影响翼型升阻力系数的主要原因之一,且不同翼型对参数的敏感性不同。同时,增加预测模型的升力性能可以通过选择半圆形的冰角端部形状、增加冰角之间的连接和减小冰角高度来实现。

不同雷诺数下圆柱绕流多重分形研究

湍流是世界复杂问题之一,目前还没有方法准确的描述湍流。研究通过多重分形去趋势波动分析(MFDFA)流体力学中基本的圆柱绕流问题,通过CFD计算获得四个不同雷诺数速度场,利用MFDFA方法研究了不同雷诺数速度流场的尺度特性。结果在不同雷诺数下,圆柱绕流的速度场数据在变为湍流时呈现出不同的尺度特性,雷诺数越大,湍流的分形测量值越高。本文提供了一种描述自然界湍流的方法。

数值模拟冰粗糙度演变方法研究

飞行结冰是影响飞行安全的重大问题,当前飞机结冰适航取证过程中,基本采用数值模拟方法进行临界冰型确定。本文提供了一套估计粗糙度的结冰分析模型,并概述了用准定常方法。

简化角冰冰形对翼型绕流流场结构的影响

机翼前缘结冰会改变机翼的气动轮廓并影响整体的空气动力学性能.研究简化角冰冰形对翼型绕流流场结构的影响可以为飞机防冰设计提供有价值的参考.采用粒子图像测速技术,在低速直流风洞中对覆盖不同角冰冰形的翼型在不同攻角时的流场结构进行了详细的实验测量.实验对象包括三种简化的冰形和原始冰形.结果表明,在本研究范围内,覆盖简化冰形的翼型和覆盖原始冰形的翼型在流场参数上的最大差异为35.11%.与原始冰形相比,覆盖简化的角冰冰形的翼型流场中的分离泡距离翼型前缘和后缘更远.在三种冰形简化方法中,将冰角简化成矩形并在冰角之间添加抛物线的连接方式具有比较好的简化效果.在选定的两个区域中,这种简化冰形和原始冰形在翼型绕流流场的参数平均值的差异在14.88%之内.