细长体非对称涡的扰动效应及其主动控制研究
| 文献类型 | 学位 |
| 作者 | 陈学锐[1] |
| 机构 | 北京航空航天大学 ↓ |
| 授予学位 | 博士 |
| 年度 | 2003 |
| 学位授予单位 | 北京航空航天大学 |
| 语言 | 中文 |
| 关键词 | 大迎角空气动力学;细长旋成体;非对称旋涡流动;双稳态;主动流动控制 |
| 摘要 | 该文通过在细长体头部设置确定的人工扰动,对大迎角下的定常非对称背涡结构及其气动力特性随滚转角的演化规律进行了研究.对滚转角效应的研究不仅有利于对流动现象的认识和流动机理的理解,而且也有利于指导对非对称背涡的控制.在亚临界Re数范围内,在三个不同湍流度的低速风洞中,对尖拱形头部细长旋成体进行了变滚转角下的表面时均压力测量.实验中使用了三个分别加工的、具有相同头部形状的测压模型,并使用了多种形式的人工扰动.迎角α=50°情况下,在模型顶点设置人工扰动使得背涡流场随模型滚转呈现双稳态变化,使用相关分析方法证明了人工扰动是控制双稳态非对称背涡流场结构及其演化的主控因素,并且这种主控作用不受模型头部的表面质量、人工扰动的形式和风洞湍流度等实验条件的影响.实验结果给出了人工扰动位置变化与双稳态背涡流场结构响应之间的确定性对应关系.对截面压力分布曲线的分析表明非对称背涡流场结构响应之间的确定性对应关系.对截面压力分布曲线的分析表明非对称背涡结构在扰动穿越背风再附区域时发生反向是该区域存在鞍点/鞍点的不稳定拓扑结构造成的.对人工扰动沿轴向位置移动的研究表明,人工扰动必须置于模型的顶点才能发挥对非对称背涡流场的主控作用.在迎角30°≤α≤65°范围内,人工扰动的作用是使旋成体上非对称背涡流场出现双稳态特性的迎角提前.在迎角30°≤α≤40°范围内,人工扰动使背涡流场结构在模型滚转过程中的无规则变化变成为规则、光滑的变化,同时人工扰动还能够准确控制背涡结构反向的滚转角位置.在迎角α=50°下获得的人工扰动位置变化与非对称背涡流场结构响应之间的对应关系可以推广到45°≤α≤55°范围内.当迎角α超过55°之后,自然扰动和人工扰动下非对称背涡流场都具备双稳态特性,说明两者获得的背涡流场特性趋于一致.模型上的侧向力随模型滚转从小吹气量下的双周期变化逐渐演化成为大吹气量下的单周期变化,利用该渐变规律可以实现对非对称背涡流场的主动控制,提出了微量吹气扰动控制概念.对微量吹气扰动控制非对称背涡的机理进行了探讨,并根据机理的推测对模型背风面吹气扰动控制的敏感性高于迎风面的实验现象给予了合理的解释.预测了吹气扰动的敏感度随模型迎角增大而增大的规律,并得到实验的证实. |
影响因子：
dc:title:细长体非对称涡的扰动效应及其主动控制研究
dc:creator:陈学锐
dc:date: publishDate:1753-01-01
dc:type:学位
dc:format: Media：北京航空航天大学
dc:identifier: LnterrelatedLiterature：北京航空航天大学.2003.
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