《後掠機翼邊界層轉捩機理及控制方法研究》是依託中國空氣動力研究與發展中心，由陳誠擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：後掠機翼邊界層轉捩機理及控制方法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：陳誠
- 依託單位：中國空氣動力研究與發展中心
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
後掠機翼廣泛套用於現代高亞音速運輸機的設計當中，降低其表面湍流摩擦阻力可以達到提高有效負載和飛行性能的目的。因此為減小機翼表面湍流浸潤面積從而降低湍流摩擦阻力，有必要研究其邊界層轉捩的機理，並在此基礎上探索控制轉捩的實用方法。本項目立足於流動穩定性中的瞬態增長理論，研究後掠翼三維邊界層內擾動空間瞬態增長特性及其對背景噪聲和流動參數的依賴關係，比較擾動瞬態增長和二次不穩定性分析所得到不穩定擾動波的流動結構及空間演化規律的差異，揭示後掠翼邊界層橫流不穩定性特徵及其轉捩機理；採用吹吸氣方法實現對擾動瞬態增長的最佳化控制，並揭示後掠翼邊界層轉捩控制的機理，從而為探索橫流和轉捩控制的新機制、新途徑提供理論依據和方向指導。
結題摘要
後掠機翼廣泛套用於現代高亞音速運輸機的設計當中，降低其表面湍流摩擦阻力可以達到提高有效負載和飛行性能的目的。因此為減小機翼表面湍流浸潤面積從而降低湍流摩擦阻力，有必要研究其邊界層轉捩的機理，並在此基礎上探索控制轉捩的實用方法。本項目立足於流動穩定性中的瞬態增長理論，研究了典型後掠機翼三維邊界層內最優擾動空間瞬態增長特性及其對擾動波參數、流動參數和控制參數的依賴關係，發現壁面冷卻和法向吸氣對於擾動瞬態增長有著良好的抑制效果，分析了它們對於最優擾動模態及其瞬態增長機制的影響規律；利用cfl3d程式對最優擾動的空間演化進行了直接數值模擬，發現最優擾動的空間能量增長與擾動瞬態增長分析的結果非常接近，證明了單頻擾動波分量空間演化的非線性效應較弱，此外各擾動分量的演化方式與擾動瞬態增長的lift-up機制相吻合；搭建了低速條件下紅外成像邊界層轉捩測量試驗平台，通過對紅外熱圖像的判讀得到了來流Ma數和迎角對於邊界層轉捩位置的定量影響規律以及壁面法向微吸氣抑制轉捩發生的現象，從而為建立考慮邊界層感受性的轉捩預測工具、制定工程實用的轉捩控制方法提供了可靠的試驗數據依據和方向指導。
