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扰动形状对钝头体非对称流动的影响

齐中阳 王延奎 沙永祥 王磊

齐中阳, 王延奎, 沙永祥, 等 . 扰动形状对钝头体非对称流动的影响[J]. 北京航空航天大学学报, 2016, 42(12): 2691-2697. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0861
引用本文: 齐中阳, 王延奎, 沙永祥, 等 . 扰动形状对钝头体非对称流动的影响[J]. 北京航空航天大学学报, 2016, 42(12): 2691-2697. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0861
QI Zhongyang, WANG Yankui, SHA Yongxiang, et al. Effects of perturbation geometry on behavior of asymmetric flow over blunt body[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2016, 42(12): 2691-2697. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0861(in Chinese)
Citation: QI Zhongyang, WANG Yankui, SHA Yongxiang, et al. Effects of perturbation geometry on behavior of asymmetric flow over blunt body[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2016, 42(12): 2691-2697. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0861(in Chinese)

扰动形状对钝头体非对称流动的影响

doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0861
基金项目: 

国家自然科学基金 11472028

中国航天科技集团公司航天科技创新基金 CASC01

2015装备预研基金 

详细信息
    作者简介:

    齐中阳, 男, 博士研究生。主要研究方向:钝头旋成体大攻角的非对称流动。Tel.:010-82317524, E-mail:qizhongyang1314@126.com

    通讯作者:

    王延奎, 男, 博士, 教授, 博士生导师。主要研究方向:大迎角空气动力学。Tel.:010-82339591, E-mail:wangyankui@buaa.edu.cn

  • 中图分类号: V221.3

Effects of perturbation geometry on behavior of asymmetric flow over blunt body

Funds: 

National Natural Science Foundation of China 11472028

China Aerospace Science and Technology Corporation Innovation Fund CASC01

Pre-research Fund 2015 

More Information
  • 摘要:

    通过在钝头体头部施加人工扰动块可以得到确定的大攻角下的非对称背涡结构。为了研究扰动块形状对非对称背涡结构的影响,本文在攻角50°、雷诺数ReD=1.54×105的条件下,利用数值模拟对周向角90°、子午角10°的扰动位置的半球形、D型及方形3种扰动块形状分别进行了研究。研究发现在同一扰动位置,半球形扰动主控下的背涡结构为右涡型,而D型扰动和方形扰动主控下的背涡结构呈现左涡型,且方形扰动主控下的背涡结构的非对称性弱于其他2种扰动主控的非对称背涡。通过分析发现扰动块所引起的微流动直接影响钝头体非对称背涡结构。因此为了更精准地通过施加人工扰动得到确定的非对称背涡结构,应尽量选择形状简单、表面平滑过渡的扰动块形状。

     

  • 图 1  模型与人工扰动

    Figure 1.  Model and artificial perturbation

    图 2  数值方法验证(V=35 m/s,α=40°,θ=90°,γ=40°,ReD=1.54×105)

    Figure 2.  Verification of numerical simulation method (V=35 m/s, α=40°, θ=90°, γ=40°, ReD=1.54×105)

    图 3  3种扰动块下钝头体头部压力分布(V=35 m/s,α=50°,θ=90°,γ=10°,ReD=1.54×105)

    Figure 3.  Nose pressure distribution of blunt body for three perturbations (V=35 m/s, α=50°, θ=90°, γ=10°, ReD=1.54×105)

    图 4  3种扰动块下扰动位置的压力分布(V=35 m/s,α=50°,θ=90°,γ=10°,ReD=1.54×105)

    Figure 4.  Locational pressure distribution for three perturbations (V=35 m/s, α=50°, θ=90°, γ=10°, ReD=1.54×105)

    图 5  模型头部压力分析截面

    Figure 5.  Nose sections of model for pressure analysis

    图 6  3种扰动块下模型头部截面的压力系数分布(V=35 m/s,α=50°,θ=90°,γ=10°,ReD=1.54×105)

    Figure 6.  Sectional pressure coefficient distribution of model nose for three perturbations (V=35 m/s, α=50°, θ=90°, γ=10°, ReD=1.54×105)

    图 7  3种扰动块下截面x/D=2.5的压力系数分布(V=35 m/s,α=50°,θ=90°,γ=10°,ReD=1.54×105)

    Figure 7.  Pressure coefficient distribution for three perturbations at section x/D=2.5 (V=35 m/s, α=50°, θ=90°, γ=10°, ReD=1.54×105)

    图 8  3种扰动块下截面x/D=2.5的压力分布与流线(V=35 m/s,α=50°,θ=90°,γ=10°,ReD=1.54×105)

    Figure 8.  Pressure distribution and streamlines for three perturbations at section x/D=2.5 (V=35 m/s, α=50°, θ=90°, γ=10°, ReD=1.54×105)

    图 9  半球形扰动对背涡结构的影响

    Figure 9.  Effect of hemispherical perturbation on vortex structure

    图 10  D型扰动对背涡结构的影响

    Figure 10.  Effect of D-type perturbation on vortex structure

    图 11  方形扰动对背涡结构的影响

    Figure 11.  Effect of square perturbation on vortex structure

    图 12  物面分离线

    Figure 12.  Separation lines of model surface

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出版历程
  • 收稿日期:  2015-12-29
  • 录用日期:  2016-04-01
  • 网络出版日期:  2017-12-20

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