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高速风洞摆动叶片式阵风发生器非定常流场数值模拟与试验验证

张颖 刘南

张颖,刘南. 高速风洞摆动叶片式阵风发生器非定常流场数值模拟与试验验证[J]. 实验流体力学,2022,36(5):83-89 doi: 10.11729/syltlx20210093
引用本文: 张颖,刘南. 高速风洞摆动叶片式阵风发生器非定常流场数值模拟与试验验证[J]. 实验流体力学,2022,36(5):83-89 doi: 10.11729/syltlx20210093
ZHANG Y,LIU N. Numerical simulation and experimental test of unsteady flow field for oscillating vanes gust generator in high-speed wind tunnel[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2022,36(5):83-89. doi: 10.11729/syltlx20210093
Citation: ZHANG Y,LIU N. Numerical simulation and experimental test of unsteady flow field for oscillating vanes gust generator in high-speed wind tunnel[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2022,36(5):83-89. doi: 10.11729/syltlx20210093

高速风洞摆动叶片式阵风发生器非定常流场数值模拟与试验验证

doi: 10.11729/syltlx20210093
详细信息
    作者简介:

    张颖:(1986—),女,河北沧州人,硕士,工程师。研究方向:气动弹性计算与试验技术。通信地址:辽宁省沈阳市沈北新区杭州路172号航空工业气动院(110034)。E-mail:zyzq6583@126.com

    通讯作者:

    E-mail:zyzq6583@126.com

  • 中图分类号: V211.3

Numerical simulation and experimental test of unsteady flow field for oscillating vanes gust generator in high-speed wind tunnel

  • 摘要: 为降低2.4 m大型连续式跨声速风洞阵风发生器的研发风险,以中国航空工业空气动力研究院0.6 m连续式跨声速风洞为依托,设计加工了一套摆动叶片式阵风发生器模型。以此为研究对象,采用自研ENSMB流场计算软件进行了非定常流场数值模拟并进行了试验验证,分析了摆动叶片式阵风发生器下游阵风速度场形成机理及分布特性,重点开展了叶片摆动频率和最大摆动幅值等参数对叶片下游阵风速度幅值影响规律研究。结果表明:计算结果与试验结果吻合较好,叶片下游的阵风速度场是由叶片尾涡引起的,且随时间呈周期性正弦规律变化,阵风速度幅值沿叶片展向分布不均,存在较大波动;阵风速度幅值先随叶片最大摆动幅值的增大而增大,在叶片最大摆动幅值为10°时达到最大,之后无明显变化,这可能是由于摆动幅度增大后叶片失速所致;叶片摆动频率的变化仅影响叶片下游阵风速度频率,对阵风速度幅值的影响不明显。
  • 图  1  阵风发生器在风洞中的安装示意图

    Figure  1.  Gust generator mounted in the tunnel

    图  2  阵风发生器结构示意图

    Figure  2.  Structure of gust generator

    图  3  阵风发生器驱动机构示意图

    Figure  3.  Driven mechanism of gust generator

    图  4  计算模型

    Figure  4.  Computational model

    图  5  计算网格

    Figure  5.  Computational grid

    图  6  不同内迭代步下阵风速度特性对比

    Figure  6.  Comparison of gust velocity characteristics with different iteration steps

    图  7  监测点示意图

    Figure  7.  Monitor point

    图  8  一个周期内阵风速度云图

    Figure  8.  Contours of computed amplitude of vertical gust velocity

    图  9  阵风速度特性曲线

    Figure  9.  Characteristics of gust field

    图  10  不同摆动频率和最大摆动幅值下的阵风速度特性曲线

    Figure  10.  Characteristics of gust field under different oscillating fre-quency and maximum oscillating amplitude

    图  11  计算结果与试验结果对比

    Figure  11.  Comparisons of calculated gust velocity with experimental data

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出版历程
  • 收稿日期:  2021-08-16
  • 修回日期:  2022-01-05
  • 录用日期:  2022-01-24
  • 刊出日期:  2022-10-01

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    2021年8月13日