具有前缘凹凸结构的组合翼型优化设计及其气动特性分析

为了不断探索翼型改型的方法和提高翼型的气动性能,将传统翼型与生物翼型进行轮廓修型设计得到组合翼型,通过数值模拟的方法对组合翼型进行气动特性分析.同时,对组合翼型进行前缘凹凸结构优化设计,采用正交试验优选出气动特性表现最优的参数,并对最优前缘组合翼型进行气动特性分析.研究发现:相比标准NACA64-618翼型,组合翼型在小范围攻角有着较高的升力系数,升力系数最大提高了7.3%,此外,具有前缘凹凸结构的前缘组合翼型升阻比最大提高了9.98%.组合翼型的弯度前移使得吸力面负压峰值区域面积增大,翼型上下表面压差增大,进而提高了气动性能;前缘组合翼型由于前缘凹凸结构的存在,在翼型吸力面靠近尾缘处,形成一对反向旋涡,增加了流体在翼型表面覆盖的面积,抑制了流动分离的提前发生,进而达到失速延迟的效能.

基于凹凸前缘方法的风力机翼型气动噪声研究

该文采用实验测量和数值计算相结合的方法,以DU93-W-210翼型为研究对象,研究仿生凹凸前缘结构对其降噪效果的影响。运用远场麦克风阵列获得光滑前缘翼型和凹凸前缘翼型的气动噪声,并通过数值计算得到翼型表面流场结果。通过对实验和数值计算结果的分析发现:凹凸前缘方法能有效抑制边界层分离,控制翼型吸力面涡量的团状分布,减小翼型表面的压力脉动,分解大尺度高强度脱落涡为小尺度低强度周期性脱落涡,使得仿生凹凸前缘翼型有明显的降低气动噪声的作用;具有凹凸前缘的幅值为0.24c(c为平均弦长)、波长为0.11c的仿生翼型降噪效果更为突出。

凹凸前缘压气机叶栅旋涡结构探索

为改善压气机叶栅内的分离流动、优化气动性能,以仿生凹凸前缘叶栅为研究对象,基于数值方法分析吸力面特殊流动形成的原因,研究零攻角工况下凹凸前缘叶栅的流动特性,并基于涡系变化和附面层结构的分析,总结了凹凸前缘叶栅的流动控制机理。研究结果表明:由于前缘压力梯度作用使凹凸前缘叶栅形成了特殊的流向涡对,在下游向两侧发展形成特殊的三维分离结构,挤压局部流管收缩,提高了流动附着性并重组附面层结构,降低了角区分离范围且避免了大尺度集中脱落涡的形成,改善了下游流动。探索了凹凸前缘叶栅的典型旋涡模型,并基于对流动控制机理的理解,给出若干优化方案,得到叶栅气动性能提升,其中WFB-2-9叶栅相比原始叶栅总压损失系数降低了10.47%。