多段翼型局部主動變形流動控制的非定常數值模擬

郭秋亭，張來平，常興華，赫 新

(中國空氣動力研究與發展中心空氣動力學國家重點實驗室，四川綿陽 621000)

0 引言

目前，大飛機研制已列為我國的重大科技專項。大飛機在起飛/著陸階段一般采用多段翼型。一方面其可以增大機翼面積，從而有效提高升力;另一方面，通過前緣縫翼對主翼段背風區的流動加速，可以延緩流動分離，提高整個翼型的升力系數。但是，在攻角大于臨界攻角之后，仍會出現大面積的流動分離，導致升力系數的急劇下降，即進入所謂的失速狀態。針對這一情況，人們提出了各種流動主動或被動控制策略以進一步提高翼型/機翼的氣動特性，如前緣動態下垂法［1］(Nose Droop)，前緣旋轉圓柱法［2］(Leading Edge Cylinder)，背部射流法［3］(Blowing Jet)和前緣動態變形法［4］(Dynamic Deforming Leading Edge)等。隨著形狀記憶材料的發展，人們開始關注采用主動或被動變形方式來進行流動控制，如Shyy等［5］進行了微型飛行器薄膜翼的數值模擬研究，發現在薄膜被動變形情況下能有效提高低Re數橢圓形機翼的升力系數;吳錘結［6］、倪云華［7］、冉景洪［8］等對低Re數下翼型上翼面主動行波變形及被動變形進行了數值模擬研究，發現在變形的局部區域形成了“流體滾動軸承”，由此可以控制邊界層的分離，進而可以提高升力系數。基于這一思想，本文針對高Re數多段翼型(30P30N)，采用主動變形方式，數值模擬其在失速區的流動分離現象，試圖通過主動變形方式控制流動分離，改善多段翼型的氣動特性。

1 局部主動變形模型、動態混合網格生成及非定常計算方法

在本文的數值模擬中，我們選用了經典的30P30N三段翼型。……