脊形前体构型大攻角绕流与气动特性的数值比较研究
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摘要
相较于传统的圆形截面前体,脊形前体由于脊线强制分离,其背风流场的旋涡结构较强且较稳定,具有大攻角横航向稳定性好、升阻比高、超声速性能良好、隐身性能优等特点,已经在先进战机设计中得到广泛应用。但由于脊形前体大攻角绕流一般为多尺度湍流分离流,常规数值模拟方法难以准确模拟其流动结构,因而不同脊形前体构型几何参数(不同脊形角和上、下半截面不同高宽比)和来流参数对其流动结构与气动特性的影响研究尚不充分。本文采用IDDES湍流模拟方法,对四种脊形前体构型进行了参数影响规律数值模拟研究,同时为了比较,也开展了相同宽度圆形横截面前体绕流计算。结果表明,脊形角越小,前体涡越强,升阻特性也越好,但不同脊形角对横侧向气动特性影响不大;脊形前体涡破裂的临界攻角小于圆形截面前体,主涡破裂后其失速特性也明显优于圆形截面前体。同时,当脊形横截面上部高宽比大于下部高宽比时,上部对左右涡干扰的隔离作用更强,可以推迟涡破裂。
引文