《不確定性飛行環境中動態激波控制鼓包減阻機制研究》是依託南京航空航天大學，由鄧楓擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：不確定性飛行環境中動態激波控制鼓包減阻機制研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：鄧楓
- 依託單位：南京航空航天大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
大型客機高速飛行時機翼上出現的激波是阻礙其氣動效率提高的主要因素之一。近年來所發展的二維/三維靜態激波控制鼓包技術經證實可以有效削弱理想設計條件下機翼上激波的強度，從而降低飛行阻力，但在非理想設計條件下由於受控激波位置和強度的不確定性，減阻效果有限。為此，本項目針對真實飛行環境中存在的不確定性，提出將二維/三維靜態激波控制鼓包的概念擴寬到四維動態激波控制鼓包，通過增加時間維度的變化，根據受控激波的變化形態調整鼓包的外形，從而有效的對較寬飛行範圍內的動態激波進行控制，以進一步提升鼓包技術的魯棒性和實用價值，為下一代智慧型機翼的研製提供理論依據。本研究將以基於求解非定常雷諾平均Navier-Stokes方程的數值模擬和高效的全局數值最佳化方法為手段，將針對不確性飛行環境中非定常激波在動態鼓包的激勵作用下，激波的結構形態、控制之後波繫結構的穩定性以及激波控制過程中的非定常效應這幾個方面重點開展研究。
結題摘要
激波控制鼓包是未來很有套用前景的降低激波阻力的流動控制裝置。本項目針對激波控制鼓包在來流發生變化的情況下對其減阻效果、動態變形方案和相應的流動機制開展了研究。首先根據自然層流機翼流動的特點，在流場求解程式上增加了基於eN方法的半經驗層流轉捩判據。然後發展了一種基於全局最佳化的參數研究方法用於研究激波控制鼓包這樣存在強耦合的參數空間。接著研究了二維和三維激波控制鼓包主要設計參數的變化對激波控制的影響，揭示了激波控制鼓包降低激波阻力的內在物理機制，發現對於激波控制這樣的局部流場，由於當地馬赫數接近於1，同樣存在著面積律。激波控制中面積律的存在正確地解釋了三維激波控制鼓包和二維控制鼓包之間的關係，對工程設計有著重要的指導意義。最後研究了在馬赫數等來流條件變化的情況下，激波控制鼓包最優外形的變化規律，發現激波控制鼓包入射角和最大截面面積是兩個最為關鍵的設計參數，並且這兩個參數與來流馬赫數基本呈線性關係，這就為鼓包動態變形設計提供了重要的理論依據。
