壁面上不同微吹气排布方式减阻效果的研究

【作者】 张巨达； 李鑫； 陈欣荣； 周正； 何曦； 李泽华； 张劲柏； 兰世隆；

【机构】 北京航空航天大学航空科学与工程学院；

【摘要】 由于摩擦阻力在飞行器阻力中占较大比重,增加燃油消耗并提高了飞行成本,所以探求有效方法减小摩擦阻力具有重要现实意义。已有文献表明壁面微孔吹气可以减小摩擦阻力。本文采用直接数值模拟方法深入探究壁面上不同吹气排布方式、吹气分数的减阻效果。对于平板边界层流动,Re_θ在1180-1500范围内,吹气分数为0.005,研究了均匀吹气、流向间隔吹气、交错吹气等布置方式,结果表明,相比无控制的基本流,不同吹气方式在整个平板的减阻率差别不超过1.5%,控制区域的减阻率差别不超过3.5%。对于槽道湍流,Re_τ=180,吹气分数为0.001、0.005,研究了均匀吹气、流向间隔、展向间隔、流/展向间隔吹气等布置方式,结果表明,对于0.005吹气分数,不同流向间隔布置方式之间减阻率差别不超过7%,随着间隔减小,减阻率趋近于均匀吹气的情形,不同展向间隔布置方式之间减阻率差别不超过3%,同样间隔下,流向间隔比展向间隔的减阻率略高7%左右。对于0.001吹气分数,不同布置方式之间减阻率差别很小,不超过1%。综合平板边界层和槽道湍流的结果,考虑到均匀吹气(吹气分数为0.005时)减阻率大致为40%左右,上述各种壁面吹气排布方式的减阻效果差别不大,吹气分数为0.001时减阻差别更小。更多还原