旋成体非对称涡Re数效应的分区性态研究
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性 态 包 括 流 动 的确 定 性 、 部 扰 动 周 向 位 置 变 化 引 起 非 对 称 涡 的 演 化 规 律 以及 过 临界 区 的 数 影 响 规 律 。 头 关 键 词 ： 对称 涡 ；Ｒ 数 效 应 ； 工 转 捩 ； 迎 角 空气 动力 学 非 ｅ 人 大
中 图分 类 号 ： ２ １ ３ Ｖ １． 文献标识码 ： Ａ
在 文献 ［０ 中详细讨 论 。据此 ， ２］ 本文 的 实验 研 究将 在
头 部设 置人 工微 扰 动 。本 文针对 上 述研 究状 况 ， 通过 较 小 的 数 变化 间隔 （ Ｒ Ｄ＝３ ３ ０） 尽 可能 宽 Ａｅ ． ×ｌ４在
阔 的 如 变化 范 围内（ ｅ ０ ６ Ｒ Ｄ＝ ．７×ｌ５ ３ ３ Ｏ） Ｏ —１ ． ×ｌ５研
能 在 常规低 速 风洞 中实现 更 高 。数 下 的 非 对 称 涡
物面 沿轴 向发 展 的流动 图 画 ， 展示 了旋 成体 绕 流 中呈
现多 种分 离类 型 共存 的流 动 现 ห้องสมุดไป่ตู้ 。然 而 由于 非 对 称
涡流 动 数效 应 非线 性 所 反 映 的 流 动 演 化 的复 杂 性， 人们 还 缺 乏对 流 型及 其侧 向力 特 性 随 忍 数 演 化 的较 为完 整 的认识 ， 而在文 献 中 出现 了许 多 不 同甚 从 至 矛盾 的研 究结 论【３１ 。本课 题 组首 先研 究 了在 临 １，］ －９
０ 引 言
随着现 代高 机动 、 敏捷 先进 战斗机 的研 制和发 高 展 ， 迎角前 体非 对称 涡流 动进行 了大量 和广 泛 的研 大 究 。然 而 ， 由于 风洞实 验条 件 的限 制和数 值模 拟 的困 难 ， 对称 涡流 动及其 控制 的研 究 大部分 都 限于亚 临 非 界 如 数 条 件 下 进行 的 。在 该 条 件 下 ， 绕 流结 构 、 其 流动性 态 和控制 特性 已取 得 了许 多 深 入 的认 识 和 理 解 【 ， 别是揭 示 了人 们 长 期 疑 惑 不解 的非 对 称 涡 ｌ 特 Ｊ 流动不 确 定性来 自模 型头 部微扰 动 的随机分 布 ， 果 如
总之 ， 亚 临界 在
数 范 围 内 ， 们 对 非 对称 涡 流 动 人
究 非对 称 涡 流 型及 其旋 成 体侧 向 力 特 性 随 心 数 的
演化 特性 ， 着重 研 究 其 演化 的物 理 过 程 。其 次 ， 了 为
已有 了较 为 系统 和完 整 的认 识 。然 而 ， 对 称 涡 的 非 数 效应 研究 ， 由于 上述 的原 因 ， 到 ２ 纪 ８ 直 ０世 ０年 代初 Ｉｍ ｎ【 Ｊ ０ｔ 在 Ｎ Ｓ ｍ ｓ ａ ｌ Ａ Ａ Ａ ｅ 研究 中心 的增 压风 洞 中 进行 了大 量 实 验 ， 展 了较 为 广 泛 的 开 数 效 应 研
在头部 设 置 确 定 的 人 工 微 扰 动 ， 对 称 涡 也 随 之 确 非
的不 同 分 离类 型来 进 行 数 效 应 的 区域 划 分 。 其 后 ， ｅｎ ｒｓ通过 油 流显 示 、 华 实 验 和蒸 汽 屏 显 示 Ｋ ｅｅ［ ］ ｉ 升 实验 来观 察旋 成体 绕流 中层 流 、 捩 和湍 流分离 及 其 转
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第 ２卷 ５
增 刊
空
气
动
力
学
学
报
Ｖ０ ． ５ １２
Ｄｅ ３ ． Ｏ ７ ￣． ２ Ｏ
２０ ０ ７年 ｌ ２月
ＡＣＴＡ ＡＥＲＯＤＹＮＡＭ Ｉ ＣＡ ＮＩ ＳＩ ＣＡ
文 章 编 号 ： ２ ８ １２ （０７ 增 刊 一０ ８０ ０ ５ —８ ５ ２ ０ ） ０ ４ —５
学流体力学研究所 Ｄ ４低 速 风 洞 和 西 北 工 业 大 学 翼 型 、 栅重 点 实 验 室 Ｎ － 洞 中进 行 了 大 攻 角 非 对 称 涡 绕 流 的 叶 Ｆ３风 胁Ｄ数 效 应 及 其 分 区 性 态 的 实 验 研 究 ， 胁。数 变 化 范 围是 ０ ６ 其 ． ×ｌ １ ． ×ｌ 。文 内首 先 研 究 和 详 细 讨 论 了 不 ３３
界 数 下非 对 称 涡流 动 的确 定性 问题 ， 到 了 和亚 得
临 界条 件下 的类 似结论 ， 头部 微 几何扰 动 仍 然是 引起 非对 称 涡不 确定 的 主要 因素 ， 过在模 型 头部 设 置确 通 定 的微扰 动块 ， 可控 制 流 动 的确 定 性 ， 部 分 内容 已 该
同 胁。数 下 非 对 称 涡 性 态 的 分 区特 性 ； 次 ， 了 研 究湍 流 分 离下 过 临 界非 对 称 涡 流 动 的性 态 及 其 。数 效 应 ， 其 为 本
文 发 展 了利 用 粘 贴 转 捩 带 或 转 捩 丝 的 人 工 转捩 实 验 技 术 ； 此 基 础 上 详 细 研 究 了过 临 界 胁。数 下 非 对 称 涡 流 动 的 在
旋成 体 非对 称 涡 Ｒ ｅ数 效应 的分 区性态 研 究
邓学蓥， 楠， 柏 马宝锋， 莹， 陈 王延奎
（ 京 航 空 航 天 大学 流体 力学 教 育 部重 点 实 验 室 ， 京 １０８ ） 北 北 ００３
摘
要 ： 文 利 用 长 细 比 为 ３０的尖 拱 形 头 部 ， 后 为 圆 柱 段 ， 体 长 细 比 为 ６ ０的旋 成 体 模 型 在 北 京 航 空 航 天 大 本 ． 其 整 ．
定 ； 示 了旋 成体 非对 称 涡沿 轴 向发展 呈现 出两 Ｊ 揭 侧 交 替 生 成 新 生涡 的多 涡 系 结构 ｕ 通 过头 部 扰 动 ； 和非 对称 涡响应 相关关 系的 系统研 究 ， 明了利用 扰 阐 动 实施 非 对称 涡流 动控制 的可行性 ， 出了利用 头部 提 单 孔位微 吹气 实施扰 动 主动控 制 的新 概念 ， 为实 现前 体非 对 称 涡 的扰 动 主 动 控 制 ， 供 了技 术 基 础 ［ ］ 提 １。 ５
中 图分 类 号 ： ２ １ ３ Ｖ １． 文献标识码 ： Ａ
在 文献 ［０ 中详细讨 论 。据此 ， ２］ 本文 的 实验 研 究将 在
头 部设 置人 工微 扰 动 。本 文针对 上 述研 究状 况 ， 通过 较 小 的 数 变化 间隔 （ Ｒ Ｄ＝３ ３ ０） 尽 可能 宽 Ａｅ ． ×ｌ４在
阔 的 如 变化 范 围内（ ｅ ０ ６ Ｒ Ｄ＝ ．７×ｌ５ ３ ３ Ｏ） Ｏ —１ ． ×ｌ５研
能 在 常规低 速 风洞 中实现 更 高 。数 下 的 非 对 称 涡
物面 沿轴 向发 展 的流动 图 画 ， 展示 了旋 成体 绕 流 中呈
现多 种分 离类 型 共存 的流 动 现 ห้องสมุดไป่ตู้ 。然 而 由于 非 对 称
涡流 动 数效 应 非线 性 所 反 映 的 流 动 演 化 的复 杂 性， 人们 还 缺 乏对 流 型及 其侧 向力 特 性 随 忍 数 演 化 的较 为完 整 的认识 ， 而在文 献 中 出现 了许 多 不 同甚 从 至 矛盾 的研 究结 论【３１ 。本课 题 组首 先研 究 了在 临 １，］ －９
０ 引 言
随着现 代高 机动 、 敏捷 先进 战斗机 的研 制和发 高 展 ， 迎角前 体非 对称 涡流 动进行 了大量 和广 泛 的研 大 究 。然 而 ， 由于 风洞实 验条 件 的限 制和数 值模 拟 的困 难 ， 对称 涡流 动及其 控制 的研 究 大部分 都 限于亚 临 非 界 如 数 条 件 下 进行 的 。在 该 条 件 下 ， 绕 流结 构 、 其 流动性 态 和控制 特性 已取 得 了许 多 深 入 的认 识 和 理 解 【 ， 别是揭 示 了人 们 长 期 疑 惑 不解 的非 对 称 涡 ｌ 特 Ｊ 流动不 确 定性来 自模 型头 部微扰 动 的随机分 布 ， 果 如
总之 ， 亚 临界 在
数 范 围 内 ， 们 对 非 对称 涡 流 动 人
究 非对 称 涡 流 型及 其旋 成 体侧 向 力 特 性 随 心 数 的
演化 特性 ， 着重 研 究 其 演化 的物 理 过 程 。其 次 ， 了 为
已有 了较 为 系统 和完 整 的认 识 。然 而 ， 对 称 涡 的 非 数 效应 研究 ， 由于 上述 的原 因 ， 到 ２ 纪 ８ 直 ０世 ０年 代初 Ｉｍ ｎ【 Ｊ ０ｔ 在 Ｎ Ｓ ｍ ｓ ａ ｌ Ａ Ａ Ａ ｅ 研究 中心 的增 压风 洞 中 进行 了大 量 实 验 ， 展 了较 为 广 泛 的 开 数 效 应 研
在头部 设 置 确 定 的 人 工 微 扰 动 ， 对 称 涡 也 随 之 确 非
的不 同 分 离类 型来 进 行 数 效 应 的 区域 划 分 。 其 后 ， ｅｎ ｒｓ通过 油 流显 示 、 华 实 验 和蒸 汽 屏 显 示 Ｋ ｅｅ［ ］ ｉ 升 实验 来观 察旋 成体 绕流 中层 流 、 捩 和湍 流分离 及 其 转
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第 ２卷 ５
增 刊
空
气
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报
Ｖ０ ． ５ １２
Ｄｅ ３ ． Ｏ ７ ￣． ２ Ｏ
２０ ０ ７年 ｌ ２月
ＡＣＴＡ ＡＥＲＯＤＹＮＡＭ Ｉ ＣＡ ＮＩ ＳＩ ＣＡ
文 章 编 号 ： ２ ８ １２ （０７ 增 刊 一０ ８０ ０ ５ —８ ５ ２ ０ ） ０ ４ —５
学流体力学研究所 Ｄ ４低 速 风 洞 和 西 北 工 业 大 学 翼 型 、 栅重 点 实 验 室 Ｎ － 洞 中进 行 了 大 攻 角 非 对 称 涡 绕 流 的 叶 Ｆ３风 胁Ｄ数 效 应 及 其 分 区 性 态 的 实 验 研 究 ， 胁。数 变 化 范 围是 ０ ６ 其 ． ×ｌ １ ． ×ｌ 。文 内首 先 研 究 和 详 细 讨 论 了 不 ３３
界 数 下非 对 称 涡流 动 的确 定性 问题 ， 到 了 和亚 得
临 界条 件下 的类 似结论 ， 头部 微 几何扰 动 仍 然是 引起 非对 称 涡不 确定 的 主要 因素 ， 过在模 型 头部 设 置确 通 定 的微扰 动块 ， 可控 制 流 动 的确 定 性 ， 部 分 内容 已 该
同 胁。数 下 非 对 称 涡 性 态 的 分 区特 性 ； 次 ， 了 研 究湍 流 分 离下 过 临 界非 对 称 涡 流 动 的性 态 及 其 。数 效 应 ， 其 为 本
文 发 展 了利 用 粘 贴 转 捩 带 或 转 捩 丝 的 人 工 转捩 实 验 技 术 ； 此 基 础 上 详 细 研 究 了过 临 界 胁。数 下 非 对 称 涡 流 动 的 在
旋成 体 非对 称 涡 Ｒ ｅ数 效应 的分 区性态 研 究
邓学蓥， 楠， 柏 马宝锋， 莹， 陈 王延奎
（ 京 航 空 航 天 大学 流体 力学 教 育 部重 点 实 验 室 ， 京 １０８ ） 北 北 ００３
摘
要 ： 文 利 用 长 细 比 为 ３０的尖 拱 形 头 部 ， 后 为 圆 柱 段 ， 体 长 细 比 为 ６ ０的旋 成 体 模 型 在 北 京 航 空 航 天 大 本 ． 其 整 ．
定 ； 示 了旋 成体 非对 称 涡沿 轴 向发展 呈现 出两 Ｊ 揭 侧 交 替 生 成 新 生涡 的多 涡 系 结构 ｕ 通 过头 部 扰 动 ； 和非 对称 涡响应 相关关 系的 系统研 究 ， 明了利用 扰 阐 动 实施 非 对称 涡流 动控制 的可行性 ， 出了利用 头部 提 单 孔位微 吹气 实施扰 动 主动控 制 的新 概念 ， 为实 现前 体非 对 称 涡 的扰 动 主 动 控 制 ， 供 了技 术 基 础 ［ ］ 提 １。 ５