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风扇翼非定常流动的数值分析

张银辉  
【摘要】:风扇翼是一种新型的复合式机翼,它的基本布局是在固定翼机翼的前缘布置横流风扇。通过风扇的旋转,风扇翼可以获得升力和推力。风扇翼的流场十分复杂,风扇旋转时,在机翼内部会形成一个低压旋涡结构,流场具有明显的非定常特性。因此,风扇翼非定常流动的数值模拟是风扇翼飞行器在空气动力学领域具有挑战性和重要意义的研究内容。本文建立了以N-S方程为主控方程的风扇翼非定常流动的数值模拟方法。应用该方法,着重研究了典型工况下,风扇翼非定常流动的流场特性,并进行了风扇翼流场的参数影响分析。具体研究内容如下: (1)简要介绍了风扇翼飞行器流场特性的国内外研究现状,指出了采用CFD方法开展风扇翼流场特性研究的必要性。 (2)建立了一套基于非结构网格SIMPLE算法结合滑移网格技术的风扇翼非定常流场特性分析的数值方法。 (3)进行了初步的风扇翼流场算例计算,与相关计算和试验结果进行了对比,验证了计算方法的有效性。在此基础上,进行了风扇翼非定常流场特性的计算分析,着重计算了流场的速度和压强分布,同时对旋涡结构进行了初步的研究。 (4)进行了风扇翼非定常流场的参数影响分析,得出了一些有意义的结论。


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