前緣小翼及開槽對扇翼氣動性能影響分析

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1、中圖分類號：V211.52論文編號：102870115-S178學(xué)科分類號：082501碩士學(xué)位論文前緣小翼及開槽對扇翼氣動性能影響分析研究生姓名馮襯學(xué)科、專業(yè)飛行器設(shè)計(jì)研究方向直升機(jī)空氣動力學(xué)指導(dǎo)教師唐正飛副教授南京航空航天大學(xué)研究生院航空宇航學(xué)院二О一五年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAerospaceEngineeringTheAnalysisofAerodynamicPerformanceoftheFlapandSlotOntheL

2、eadingedgeofFan-wingAThesisinFlightVehicleDesignbyChenFengAdvisedbyAssociateProfessorZhengfeiTangSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMar,2015承諾書本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本學(xué)位論文的研究成果不包含任何他人享有著作權(quán)的內(nèi)容。對本論文所涉及

3、的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人授權(quán)南京航空航天大學(xué)可以有權(quán)保留送交論文的復(fù)印件，允許論文被查閱和借閱,可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文。(保密的學(xué)位論文在解密后適用本承諾書)作者簽名：日期：南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要扇翼飛行器通過旋轉(zhuǎn)機(jī)翼前緣上部的橫流風(fēng)扇使扇翼飛行器同時獲得推力和高升力。由于升力和推力的產(chǎn)生都依賴于橫流風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)在機(jī)翼弧形段內(nèi)形成的偏心渦，使得升力和推力之間有較強(qiáng)的耦合關(guān)系。單獨(dú)改變升力或者推力就變得十分困難，降低了扇翼飛行器的操縱性。

4、經(jīng)過分析，扇翼機(jī)翼各幾何參數(shù)中前緣開口角對氣動性能的影響最大。通過在機(jī)翼前緣弧形段添加前緣小翼和開槽，可以改變前緣開口角的尺寸，從而改變來流進(jìn)入橫流風(fēng)扇的方向和流量，進(jìn)而改變扇翼的升力和推力，實(shí)現(xiàn)升推力的部分解耦。本文采用非定常數(shù)值模擬方法分析二維扇翼流場，初步研究了前緣小翼及前緣開槽對扇翼氣動特性的影響。具體研究內(nèi)容如下：本文首先介紹了國內(nèi)外對扇翼氣動性能分析的研究現(xiàn)狀；其次，建立基于Navier-Stokes方程的扇翼氣動性能分析的數(shù)值模擬方法，該方法采用分區(qū)網(wǎng)格劃分技術(shù)、滑移網(wǎng)格技術(shù)和RNGk??湍流模型；采用該方法分析前緣開口角、前緣弧形槽間隙、

5、橫流風(fēng)扇葉片安裝角等對前緣小翼和前緣開槽設(shè)計(jì)有影響的幾何參數(shù)，建立基準(zhǔn)模型并設(shè)計(jì)小翼和開槽尺寸；然后，對比基準(zhǔn)模型與前緣小翼對扇翼氣動性能的影響，分析不同小翼安裝角、不同小翼數(shù)目對氣動性能的影響；最后，對比基準(zhǔn)模型與前緣開槽對扇翼氣動性能的影響，分析開槽尺寸、開槽數(shù)目、開槽位置對扇翼氣動性能的影響，得出了一些有意義的結(jié)論。關(guān)鍵字：扇翼，前緣小翼，非定常流動，前緣開槽，數(shù)值模擬i前緣小翼及開槽對扇翼氣動性能影響分析ABSTRACTBytherotationofcrossflowfanintheleadingedgeoffan-wing,thethrusta

6、ndhighliftforcewasobtained.Theliftandthrusthavestrongcouplingrelationship,becauseoftheliftandthrustbothdependentonthecrossflowfanspinwhichgenerateeccentricvortexintheperiodofthewingarc.Separatechangeliftorthrustbecomesverydifficult,reducesthefan-wingflightvehiclemaneuverability.T

7、hroughanalysisinvariousgeometricparametersoffan-wing,thefrontopeningcornerhadbiggestinfluenceamongalltheparameters.TheflaporslotontheleadingedgeoftheFan-wingwasusedtochangethesizeofthefrontopeningcorner.Bythisway,thedirectionandflowoftheairintothecrossflowfancanbechanged,soastoch

8、angeliftandthrusttoachievepartofdecoupli