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低速风洞固定地板附面层控制实验研究

汤伟 陈立 王辉 张平涛

汤伟, 陈立, 王辉, 等. 低速风洞固定地板附面层控制实验研究[J]. 实验流体力学, 2017, 31(2): 93-97. doi: 10.11729/syltlx20160066
引用本文: 汤伟, 陈立, 王辉, 等. 低速风洞固定地板附面层控制实验研究[J]. 实验流体力学, 2017, 31(2): 93-97. doi: 10.11729/syltlx20160066
Tang Wei, Chen Li, Wang Hui, et al. Experimental study on the control of fixed floor boundary layer in low speed wind tunnel[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2017, 31(2): 93-97. doi: 10.11729/syltlx20160066
Citation: Tang Wei, Chen Li, Wang Hui, et al. Experimental study on the control of fixed floor boundary layer in low speed wind tunnel[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2017, 31(2): 93-97. doi: 10.11729/syltlx20160066

低速风洞固定地板附面层控制实验研究

doi: 10.11729/syltlx20160066
详细信息
    通讯作者:

    汤伟 (1980-), 男, 安徽六安人, 硕士。研究方向:实验流体力学。通信地址:绵阳市二环路南段6号 (621000)。E-mail:503939666@qq.com

  • 中图分类号: V211.3

Experimental study on the control of fixed floor boundary layer in low speed wind tunnel

  • 摘要: 在飞机起降和车辆的风洞试验中,通常采用固定地板来模拟地面,但固定地板附面层的存在对试验数据产生了不可忽略的影响。因此,需要采取一定措施控制地板表面上的附面层影响。采用附面层吸除方法对于中国空气动力研究与发展中心8m×6m低速风洞的大面积地板来说效果较好、可行性高。研制了含有可单独控制的48个吸气单元共192个吸气孔的地板,集成了以水环真空泵组为基础的真空吸气和控制系统。在70m/s的风速下,通过试验获得了10种地板分布式吸气控制方案对地板附面层厚度的影响规律,得到了将附面层厚度控制在30mm的最佳吸气控制方案。在最佳控制方案下,测量得到风洞流场气流偏角为-0.14°,验证了附面层厚度不受地板在风洞中安装高度的影响。最后,采用C919飞机模型完成了吸气地板和不吸气地板的对比试验,得出在迎角8°以上,吸气地板使C919飞机试验获得的升力系数减小,阻力系数增加,俯仰力矩增加。
  • 图  1  吸气系统结构图

    Figure  1.  Structure of suction pipe system

    图  2  吸气地板开孔方案及吸气区域示意图

    Figure  2.  Opening layout and suction area of floor

    图  3  风洞调试时管道编号及对应吸气区域示意图

    Figure  3.  Number of suction pipe

    图  4  地板附面层顺风向分布测量

    Figure  4.  Method of boundary layer measurement

    图  5  给定流量系数时不同流量分布对附面层分布的影响

    Figure  5.  Boundary layer thickness with the same flow coefficients

    图  6  增大流量系数后不同流量配置对附面层分布的影响

    Figure  6.  Boundary layer thickness with different flow coefficients

    图  7  风速70m/s时附面层控制效果

    Figure  7.  Boundary layer control effect at the wind speed of 70m/s

    图  8  风速70m/s时变迎角试验结果

    Figure  8.  Experimental results at the wind speed of 70m/s

    表  1  吸气流量配置方案表

    Table  1.   Different suction flow configurations

    序号 总流量
    /(N·m3)
    前8路 (单路最大流量2 N·m3) 后8路 (单路最大流量1 N·m3)
    1# 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8# 9# 10# 11# 12# 13# 14# 15# 16#
    1 4.8 0.33 0.33 0.33 0.33 0.33 0.33 0.33 0.33 0.36 0.36 0.36 0 0 0.36 0.36 0.36
    2 4.8 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0 0 0 0 0 0 0 0
    3 4.8 0 0 0 0 0 0 0 0 0.8 0.8 0.8 0 0 0.8 0.8 0.8
    4 7.6 0.4 0.4 0.6 0.6 0.6 0.6 0.4 0.4 0.6 0.6 0.6 0 0 0.6 0.6 0.6
    5 7.6 0.7 0.6 0.5 0.5 0.5 0.5 0.6 0.7 0.5 0.5 0.5 0 0 0.5 0.5 0.5
    6 7.6 0.8 0.6 0.55 0.5 0.5 0.55 0.6 0.8 0.45 0.45 0.45 0 0 0.45 0.45 0.45
    7 7.6 0.8 0.7 0.6 0.5 0.5 0.6 0.7 0.8 0.4 0.4 0.4 0 0 0.4 0.4 0.4
    8 13 1.2 1.1 0.95 0.85 0.85 0.95 1.1 1.2 0.8 0.8 0.8 0 0 0.8 0.8 0.8
    9 12 1.2 1.1 1 0.9 0.9 1 1.1 1.2 0.6 0.6 0.6 0 0 0.6 0.6 0.6
    10 13.2 1.2 1.1 1.05 1 1 1.05 1.1 1.2 0.75 0.75 0.75 0 0 0.75 0.75 0.75
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-04-14
  • 修回日期:  2016-07-18
  • 刊出日期:  2017-04-25

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    2021年8月13日