控制超臨界翼型邊界層分離的微型渦流發生器數值模擬

石 清，李 樺

(1.中國空氣動力研究與發展中心，四川綿陽 621000;2.國防科學技術大學航天與材料工程學院，湖南長沙 410073)

0 引言

廣義而言，一切可產生渦流的器件都可稱之為渦流發生器。然而，常規的渦流發生器由于自身存在的型阻而難以達成預期的增升減阻效果;而微型渦流發生器的法向高度比常規渦流發生器的法向高度要小得多，可降低自身型阻的代價。因此，微型渦流發生器是進行流動控制以實現增升減阻的便利手段［1－2］。

由于微型渦流發生器的幾何尺寸小，其法向高度通常與當地附面層的厚度相當，同時又安裝在粘性漩渦流動起主要作用的附面層內，如何準確模擬附面層內部區域的粘性效應，是對微型渦流發生器進行數值模擬的難點。

1 數值方法

控制方程為任意坐標系下忽略徹體力和無熱源的三維非定常方程組，并采用有限體積法對控制方程進行離散，得到如下的離散方程組:

法，右端無粘通量的求解采用MUSCL型格式，其中通量分裂采用了Roe格式。粘性項的離散采用中心格式。湍流粘性項的計算采用SA一方程模型。

為精細模擬帶渦流發生器的翼身組合體，采用了對接拼接網格。為加速收斂，采用了多重網格的完全逼近方法。

2 計算外形

2.1 超臨界機翼的翼身組合體

超臨界機翼翼身組合體氣動力計算的參考數據如下:參考長度 bA=0.37194m，機翼展長 l=2.88m，參考面積 S=0.467262m2，力矩參考點 Xm=1.755m(距機頭)，Ym=0，Zm=0。翼身組合體的對接拼接網格拓撲結構如圖1所示。

2.2 微型渦流發生器

微型渦流發生器的形狀如圖2所示，長度為L，厚度為D，高度為H。……