《襟翼直角側緣流動結構CFD研究》是依託清華大學，由陳海昕擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：襟翼直角側緣流動結構CFD研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：陳海昕
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
飛機增升裝置繞流包含極為複雜的流動結構，其中襟翼側緣流動是飛機機體.噪聲的主要聲源。在研究者多年增升裝置繞流數值計算研究的基礎上，發展和套用先進的.計算流體力學方法，精細模擬襟翼剪刀叉部位的直角側緣繞流，分析其複雜旋渦渦系及其它非定常湍流結構，識別其中產生噪聲的關鍵結構，據此提出通過抑制或破壞這些結構而實現襟翼噪聲控制的手段。
結題摘要
本研究面向直角側緣流動的結構及其模擬，針對增升裝置襟翼側緣和葉輪機械葉頂側緣兩類典型問題，發展了模擬方法，完成了流動模擬，開展了流場分析，提出了流動控制的手段。 在模擬方法方面，對視窗嵌入格線流場計算技術進行了進一步改進，提高了模擬精度和模擬效率，改進了湍流模擬方法，使其更適合側緣流動問題的模擬。 在流動模擬方面，分別以美國NACA632-215b帶半展長襟翼的機翼模型和美國聖母大學跨音速壓氣機轉子為研究對象，首先計算分析了原始構型的氣動的特性，並與相應實驗數據進行對比，計算與實驗結果吻合良好。 在流場分析方面，以上述研究為基礎，在真實三維增升裝置構形中，通過計算分析襟翼直角側緣流動，發現與文獻描述相同的“雙渦”流動結構；並且發現在大攻角下襟翼上表面發生大面積分離時，襟翼上表面分離流動中的展向流動是襟翼側緣旋渦產生的一個主要原因；襟翼偏角大小是影響襟翼直角側緣旋渦流動強度的重要因素。 在流動控制方面，在NACA632-215b帶半展長襟翼的機翼上，提出三種流動控制手段：一是襟翼側緣開上通孔；二是襟翼側緣開下通孔；三是襟翼側緣開通槽。通過計算分析，發現上通孔流動控制效果較差，下通孔流動控制效果較好，側緣開槽的方法也具有較好流動控制效果，但由於對結構影響太大，實際中很難使用。針對美國聖母大學（Notre Dame University）跨音速試驗軸流壓氣機，提出環向溝機匣處理的流動控制手段。通過計算分析，發現：環向溝機匣處理通過對泄漏流及泄漏渦的作用，弱化了泄漏流的射流強度及激波與泄漏流的相互作用強度，可以提升壓氣機的總壓比和絕熱效率；環向溝通過對泄漏渦的作用，改變其形態、位置和強度，推遲了泄漏流與來流的交界面在軸向的位置，尤其是交界面與下一葉片壓力面相交的位置，是壓氣機遠離失速先兆觸發的條件；探究了3種不同處理溝深度的機匣處理構型的作用效果。較淺的處理溝對流動的損失控制效果較好，較深的溝對流動的穩定性控制較好。
