前掠翼布局中鴨翼氣動(dòng)影響的數(shù)值模擬

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1、第３１卷第７期航空學(xué)報(bào)Ｖｏｌ．３１Ｎｏ．７２０１０年７月ＡＣＴＡＡＥＲＯＮＡＵＴＩＣＡＥＴＡＳＴＲＯＮＡＵＴＩＣＡＳＩＮＩＣＡＪｕｌｙ２０１０文章編號(hào)：１０００６８９３（２０１０）０７１３１８０６前掠翼布局中鴨翼氣動(dòng)影響的數(shù)值模擬任智靜，王旭，劉文法（空軍工程大學(xué)工程學(xué)院，陜西西安７１００３８）犖狌犿犲狉犻犮犪犾犛犻犿狌犾犪狋犻狅狀狅狀犃犲狉狅犱狔狀犪犿犻犮犐狀犳犾狌犲狀犮犲狅犳犆犪狀犪狉犱狅狀犉狅狉狑犪狉犱狊狑犲狆狋犆狅狀犳犻犵狌狉犪狋犻狅狀ＲｅｎＺｈｉｊｉｎｇ，ＷａｎｇＸｕ，ＬｉｕＷｅｎｆａ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＡｉｒＦｏｒｃｅ

2、ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００３８，Ｃｈｉｎａ）摘要：采用三維ＮａｖｉｅｒＳｔｏｋｅｓ方程和剪切應(yīng)力輸運(yùn)（ＳＳＴ）湍流模型，就鴨翼不同位置和形狀對(duì)前掠翼鴨式布局氣動(dòng)性能的影響進(jìn)行數(shù)值模擬，并針對(duì)風(fēng)洞試驗(yàn)方法難于分部件研究機(jī)翼、鴨翼以及機(jī)身各自氣動(dòng)特性的缺點(diǎn)，對(duì)布局升阻特性按部件分解研究并分析流動(dòng)機(jī)理。研究結(jié)果表明：前掠翼鴨式布局氣動(dòng)性能（特別是在大迎角情況下）與鴨翼位置及其形狀緊密相關(guān)，高位近距后掠式鴨翼可以與機(jī)翼產(chǎn)生更為有利的相互干擾，與無鴨翼布局相比最大升力系數(shù)提高約２８．３％，最大升阻比提高約１５．４％，大大地提高了前掠翼

3、布局的縱向氣動(dòng)性能。該研究結(jié)果可為先進(jìn)前掠翼布局飛機(jī)的預(yù)研和發(fā)展提供一定的理論參考。關(guān)鍵詞：前掠翼；鴨翼；氣動(dòng)特性；數(shù)值模擬；流動(dòng)機(jī)理中圖分類號(hào)：Ｖ２１１．３文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｂｙａｐｐｌｙｉｎｇｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｍｅｔｈｏｄｓｏｆｔｈｅ３ＤＮａｖｉｅｒＳｔｏｋｅｓｅｑｕａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｓｈｅａｒｓｔｒｅｓｓｔｒａｎｓｐｏｒｔ（ＳＳＴ）ｍｏｄｅｌｉｎｔｈｉｓａｒｔｉｅｌｅ，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃａｎａｒｄｐｏｓｉｔｉｏｎｓａｎｄｇｅｏｍｅｔｒｉｅｓｏｎｔｈｅａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ

4、ｏｆａｃａｎａｒｄｗｉｔｈａｆｏｒｗａｒｄｓｗｅｐｔｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｉｓｓｉｍｕｌａｔｅｄ．Ｗｈｉｌｅｉｔｉｓｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｅｔｈｅａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｖａｒｉｏｕｓｐａｒｔｓｏｆｔｈｅｗｉｎｇｉｎａｗｉｎｄｔｕｎｎｅｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｔｈｅｌｉｆｔｄｒａｇｒａｔｉｏａｎｄｔｈｅｆｌｏｗｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｓｕｃｈａｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎａｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｔｈｒｏｕｇｈａｓｓｅｍｂｌｙａｎａｌｙｓｉｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｉｍｐｒ

5、ｏｖｅｍｅｎｔｏｆａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｔｈｅｆｏｒｗａｒｄｓｗｅｐｔｗｉｎｇ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙａｔｈｉｇｈａｎｇｌｅｓｏｆａｔｔａｃｋ，ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｓａｃｌｏｓｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｗｉｔｈｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｇｅｏｍｅｔｒｙｏｆｔｈｅａｃａｎａｒｄ．Ａｓｗｅｅｐｂａｃｋｃａｎａｒｄｗｉｔｈａｈｉｇｈｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｓｈｏｒｔｄｉｓｔａｎｃｅｃａｎｐｒｏｄｕｃｅｍｕｔｕａｌｌｙｆａｖｏｒａｂｌｅｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｗｉｔｈｔｈｅｗｉｎｇ．Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｎｏｃａｎａｒｄｌａｙｏｕｔ

6、，ｔｈｅｍａｘｉｍａｌｌｉｆｔｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｉｎｃｒｅａｓｅｓｂｙａｂｏｕｔ２８．３％ａｎｄｔｈｅｍａｘｉｍａｌｌｉｆｔｄｒａｇｒａｔｉｏｉｎｃｒｅａｓｅｓｂｙａｂｏｕｔ１５．４％，ｗｈｉｃｈｈｉｇｈｌｙｉｍｐｒｏｖｅｓｔｈｅｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆａｆｏｒｗａｒｄｓｗｅｐｔｗｉｎｇ．Ｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅａｒｔｉｃｌｅｃａｎｔｈｕｓｐｒｏｖｉｄｅｃｅｒｔａｉｎｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓｆｏｒｔｈｅｂｅｆｏｒｅｈａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅａｄｖａｎｃ

7、ｅｄｆｏｒｗａｒｄｓｗｅｐｔｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ｆｏｒｗａｒｄｓｗｅｐｔｗｉｎｇ；ｃａｎａｒｄ；ａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｆｌｏｗｍｅｃｈａｎｉｓｍ隨著現(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)對(duì)跨聲速持續(xù)機(jī)動(dòng)能力和問題，限制了其大迎角性能的充分發(fā)揮。此時(shí)，鴨低速過失速機(jī)動(dòng)能力等要求的不斷提高，前掠翼控制面將發(fā)揮非常重要的作用，它產(chǎn)生的渦系翼布局因其具有較高的升力線斜率、較好的大能對(duì)主機(jī)翼翼面流動(dòng)產(chǎn)生有利干擾，控制附面層［３］迎角緩失速特性以及可操控性強(qiáng)等優(yōu)勢受到越的流動(dòng)分離，顯著地提高了布局氣動(dòng)

8、效率。目來越多的重視。特