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航空声学引导风洞收缩段边界层修正的数值模拟和实验研究

刘卫红 姚磊 余永生 吕金磊 屈晓力 朱博

刘卫红, 姚磊, 余永生, 等. 航空声学引导风洞收缩段边界层修正的数值模拟和实验研究[J]. 实验流体力学, 2015, (3): 93-98. doi: 10.11729/syltlx20140067
引用本文: 刘卫红, 姚磊, 余永生, 等. 航空声学引导风洞收缩段边界层修正的数值模拟和实验研究[J]. 实验流体力学, 2015, (3): 93-98. doi: 10.11729/syltlx20140067
Liu Weihong, Yao Lei, Yu Yongsheng, et al. Numerical and experimental researches on contraction boundary correction for pilot aeroacoustic wind tunnel[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2015, (3): 93-98. doi: 10.11729/syltlx20140067
Citation: Liu Weihong, Yao Lei, Yu Yongsheng, et al. Numerical and experimental researches on contraction boundary correction for pilot aeroacoustic wind tunnel[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2015, (3): 93-98. doi: 10.11729/syltlx20140067

航空声学引导风洞收缩段边界层修正的数值模拟和实验研究

doi: 10.11729/syltlx20140067
基金项目: 

空气动力学国家重点实验室自主课题

详细信息
  • 中图分类号: 11-5266/V

Numerical and experimental researches on contraction boundary correction for pilot aeroacoustic wind tunnel

  • 摘要: 根据数值分析得到的低速风洞收缩段边界层位移厚度分布通用曲线,针对航空声学引导风洞收缩段,推导得出收缩段边界层位移厚度分布曲线,并对收缩段型面进行修正设计,给出了修正前后的型面坐标偏差,设计加工了试验件,并进行了收缩段修正前后流场的数值模拟和实验验证。数值模拟结果表明:尽管航空声学引导风洞收缩段的边界层很薄,最大位移厚度只相当于试验段水力直径的0.5%左右,但修正效果明显。对于开口和闭口试验段流场,在收缩段型面设计时考虑粘性影响,进行边界层修正,均可显著降低试验段的动压场系数;减小气流偏角,提高试验段流场品质,有利于风洞部段的精细化设计。收缩段型面出口由于逆压梯度的存在,壁面速度过冲,气流均匀性较差,但进入平直段后,动压不均匀度及气流偏角迅速下降,因此收缩段后16.7%长度的平直段对于改善试验段流场品质很关键。在航空声学引导风洞上,采用移测架、皮托管和热线风速仪进行了修正前后收缩段、试验段动压和速度值测量,测量结果也验证了边界层修正的效果,而且实测的边界层位移厚度与理论推导值吻合。根据测量的收缩段内和出口的边界层速度分布,计算边界层位移厚度、动量损失厚度和形状因子,并据此判定,航空声学引导风洞收缩段内的边界层流动保持层流状态,未发生层流到湍流的转捩。
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  • 刊出日期:  2015-06-25

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    2021年8月13日