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微型飞行器低雷诺数二元翼型的气动特性研究

盛英华  
【摘要】: 本文以微型飞行器(Micro-Air Vehicle)为背景,选取特定的二元翼型:对称儒可夫斯基翼型、非对称儒可夫斯基翼型、对称椭圆翼型和NACA0012翼型,在低雷诺数二维不可压绕流条件下,利用位流理论和边界层求解对上述所给定的翼型进行数值分析。同时,选取儒可夫斯基对称翼型在低紊流风洞中进行低雷诺数翼型实验,通过实验手段分析低雷诺数翼型的气动特性。 为给定翼型的数值模型,本文采用儒可夫斯基变换和保角转绘。前者用于计算由平面上的圆直接生成的翼型,后者用于计算一般翼型。文中采用的数值求解过程为:首先求解给定翼型的位流速度分布,在此基础上采用Thwaites积分法和Head积分法,分别计算纯层流、纯湍流以及层流+转捩+湍流这三种流态的边界层,分析三种流态的边界层特性。 低雷诺数翼型实验是在西北工业大学的低紊流风洞中进行的。在风洞实验中,主要测量了翼型表面的静压。根据获得的实验数据计算翼型表面的速度分布,进而分析实验翼型边界层的转捩、分离特性,并与理论的数值计算结果相比较。综合理论分析和实验结论,给出微型飞行器低雷诺数二元翼型选型的初步建议。


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