基于湍流边界层控制的减阻研究

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:hyslst
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近年来,随着对湍流拟序结构认识和研究的不断深入,以及科学技术的不断发展,越来越多的人投入到湍流的研究当中,基于湍流流动控制的减阻研究是其中的一个重要的研究方向。高效合理的减阻可以降低燃油消耗,提升推进效率和运动稳定性,具有重要的科学意义和实用价值。本文利用刘超群教授等人开发的直接数值模拟程序(UTADNS)对平板自由剪切湍流边界层流动进行了模拟,模拟结果与现有的湍流理论符合较好,验证了该数值模拟程序的模拟准确性。对壁面边界条件进行修改,在完全发展的壁湍流区设置流向放置、展向均匀分布的狭缝阵列,实现对湍流边界层流动的局部吹\吸气控制。本文模拟了基于流向狭缝阵列的吹\吸气控制,具体包括展向定常交替吹\吸气控制、定常吹气控制、定常吸气控制、周期性交替吹\吸气控制以及周期性吹气控制,对不同控制方式以及相同控制下不同控制参数的减阻效果进行了研究。最后,本文对控制效果最好的定常吹气减阻控制方式的减阻机理进行了探索分析,阐述了定常吹气控制方法对平板湍流边界层流动的影响以及该方法使得壁面阻力下降的原因。
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