输气管内壁仿生减阻大涡模拟

流向的微小沟槽表面能有效降低壁面摩阻,降低输送能耗。针对内表面有三角形肋条的输气管道,采用大涡模拟对不同流动状态进行模拟,分析了流场速度矢量图、均方根速度剖面线和雷诺切应力。结果表明,肋条无量纲尺寸s^+=20.7时肋条的减阻效果最好;湍流形成的涡经过肋条时被肋峰切开在肋条中形成小的反向小涡,将流体与壁面之间的滑动摩擦转变为滚动摩擦,降低摩擦阻力;光滑管壁、肋条的肋峰和谷底表面的速度剖面线只有在壁面附近差别较大,在远离壁面处趋于一致,肋条对流场的影响主要发生在近壁区。

等离子体冰形调控改善翼型/机翼气动性能的试验研究

飞机结冰是严重影响飞行安全的潜在危险因素之一。本文针对飞机结冰问题提出了保障结冰条件下飞行安全的等离子体冰形调控方法,开展了基于等离子防除冰冰形调控的冰风洞试验,进行了冰形调控规律的探索,并在无人机上对冰形调控方法进行了验证。结果表明,等离子体冰形调控可按照设计的布局防止结冰从而获得所预期的调制冰形;单个冰形宽度与弦长比即无量纲冰形尺寸(d/c)和单个冰形宽度与单个无冰间隙宽度比即无量纲调控比例(d/l)决定了调控效果;对于固定的无量纲调控比例,无量纲冰形尺寸比值在0.1~0.2之间时获得最佳的升力系数;无量纲调控比越低,机翼升力系数越高。在无人机飞行测试中,通过前缘冰形调制策略提高飞行气动性能的验证,结果表明:相比于机翼前缘全结冰,前缘冰形调制后,失速迎角延迟4°,在大迎角下的升力系数普遍恢复了20%~30%。本文给出了冰形调控的方法和调控规律,并指出选用合适的无量纲冰形尺寸和调制比有助于获得结冰条件下最佳的气动性能,同时通过无人机飞行试验验证了方法的有效性。

圆形凸胞管内传热数值模拟及场协同分析

在普通光滑圆管基础上提出一种新型凸胞换热管,对凸胞管和光滑管的传热特性进行数值模拟,通过改变流速比较无量纲半径I、节距P、排布方式对换热性能的影响,应用场协同理论分析其强化传热机理。模拟结果表明:在所研究的雷诺数范围内,Nu随着无量纲半径I的增加而增加,综合换热性能PEC指数在Re=17534、无量纲半径I=0.2时为最大;凸胞节距P对Nu的影响较弱,较小的凸胞节距其综合换热性能更优;凸胞对排流动阻力大,错排综合换热性能优于对排;从速度场、温度场分布及场协同原理分析凸胞换热管的强化传热机理。