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《臨近空間螺旋槳低雷諾數(shù)高效翼型數(shù)值分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、第42卷第5期2012年9月航空計算技術(shù)AeronautiealComputingTechniqueV01．42No．5Sep．2012I臨近空間螺旋槳低雷諾數(shù)高效翼型數(shù)值分析李國強，聶萬勝，程鈺鋒，車學(xué)科(裝備學(xué)院航天裝備系，北京101416)摘要：針對臨近空間翼型邊界層變厚更容易發(fā)生分離的特點，在修正了湍流模型后，通過分析比較13種低雷諾數(shù)翼型的升阻系數(shù)得到了比較適合用于臨近空間螺旋槳葉素的高效翼型。結(jié)果顯示，攻角在一6?！?0、80一140、14?！?2。三種工況下，分別采用SSTk—cc，、RNG七一g、Realizablek—s湍流模
2、型，可以得到與國外實驗比較接近的合理結(jié)果；工況條件對翼型氣動性能好壞的影響很大，翼型S一1223和FX63—137在所研究的工況內(nèi)都具有較好的氣動性能；因此可以選擇這兩種翼型作為臨近空間螺旋槳用高效翼型。關(guān)鍵詞：臨近空間；低雷諾數(shù)翼型；湍流模型；邊界層；數(shù)值仿真中圖分類號：V2文獻標(biāo)識碼：A文章編號：t67l一654X(2012)05—0046—05NumericalAnalisisofLowReynoldsEfficientAirfoilinPropellerinNearSpaceLIGuo—qiang，NIEWan-sheng，CHENGY
3、u-feng，CHEXue—ke(DepartmentofSpaceEquipment，TheAcademyofEquipment，Beijing101416，China)Abstract：Theairfoilssuitforscrewpropellerbladeelementinnearspacehasbeenchosenbythecompa—ringanalyzethelift—drag，coefficientof13lowReairfoilsbasedonnumericalstudy。Theprocessofboundarylayerfl
4、owseparationwillexpediteinnearspaceandtheturbulencemodelhasbeencorrectionforthethickboundarylayer．Theresultsshowsthat，thereasonablenumericalresultswillbeobtainedbytheSSTk一甜，RNGk～s，Realizable是一占turbulencemodelin一6。～g。，8?！?4。，14?！?2。workingcondition，respectively．Theaerodynamic
5、characteristicoftheairfoilswillchangewhentheworkingcondi—tionchange．TheaerodynamiccharacteristicoftheairfoilS一1223andFX63—137isgreatinallconditionsofthispaper，SOthesuitableairfoilforpropellerbladeelementinnearspaceisS一1223orFX63—137．Keywords：nearspace；lowReairfoil；turbulence
6、model；boundarylayer；numericalsimulation引言螺旋槳作為臨近空間飛艇動力的來源之一，近年來成為國內(nèi)外研究的熱點問題之一。由于臨近空間大氣稀薄空氣密度小，且螺旋槳的前進速度較小，所以臨近空間螺旋槳具有槳葉雷諾數(shù)低、氣動效率低的特點¨j。因此，選擇適用于臨近空間低雷諾數(shù)環(huán)境的高效翼型是臨近空間螺旋槳設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前，大多數(shù)可選用的常規(guī)翼型均為了滿足高雷諾數(shù)大于107而設(shè)計的，它們的最大升力系數(shù)普遍偏低，特別是在低雷諾數(shù)小于105這些翼型將出現(xiàn)層流分離泡心J，升阻比降低嚴(yán)重影響翼型的氣動性能。國內(nèi)北京航空航天大
7、學(xué)的劉沛清教授和馬蓉搏士開展了臨近空間飛行器螺旋槳低雷諾數(shù)高升力翼型綜述研究∞J，國外伊利諾斯州大學(xué)的MichaelSSelig教授研究了大量的低雷諾數(shù)翼型‘4。5J。但目前針對臨近空間螺旋槳低雷諾數(shù)高效翼型的研究還不多見。臨近空間翼型周圍流場邊界層變厚，更容易發(fā)生分離，邊界層流動更為復(fù)雜?；诖?，本文首先對翼型不同來流條件下邊界層網(wǎng)格尺寸分別進行了計算和加密處理，然后通過計算結(jié)果與實驗結(jié)果的比較，得到了SSTk一03'、RNG殼一g、Realizablek一占三種湍流模型各自的適用工況；最后比較了臨近空間環(huán)境下13種典型低雷諾數(shù)翼型在不同速度
8、和攻角下的氣動性能，得出了在本文研究的所有工況內(nèi)都具有較好氣動l生能的翼型。本文的研究結(jié)果可為臨近空間螺旋槳的設(shè)計提供參考。1數(shù)學(xué)模型1．1控制方程對
