典型文献
面向超声速民机层流机翼设计的转捩预测方法
文献摘要：
发展工程实用的转捩预测方法对于超声速民机层流减阻设计具有重要的意义.传统针对亚跨声速层流机翼设计的转捩预测方法仅考虑了二维Tollmien-Schlichting(TS)波和横流驻波诱导的转捩,无法满足超声速机翼边界层考虑三维TS斜波和横流行波的转捩预测需要.本文改进了双N因子扰动放大因子积分策略,提出了一种适用于超声速层流机翼设计的eN方法.该方法采用固定波角和固定频率方法来寻找不稳定TS斜波和CF行波扰动,再通过固定展向波数/固定频率方法或包络线方法计算其扰动放大因子,实现了考虑TS斜波和CF行波的转捩自动判断.进一步将该方法和雷诺平均Navier-Stokes方程(RANS)求解器结合,发展了耦合eN转捩预测的超声速机翼RANS方程数值模拟方法.针对来流马赫数2.0、后掠角65°的NASA超声速试验机翼,开展了边界层稳定性分析.结果表明,在不同雷诺数下计算得到的横流行波与驻波的扰动放大因子均与文献结果基本吻合,验证了本文方法的正确性.此外,还将本文方法应用于来流马赫数2.0、雷诺数1.39×107、后掠角60°的无限翼展层流机翼初步设计.为了抑制超声速大后掠机翼边界层横流不稳定性,分析并提出了一种使流动在机翼前缘迅速加速、继而维持微弱压力梯度的理想压力分布.经数值模拟评估,设计机翼上表面接近为全层流,验证了本文方法对于超声速民机层流机翼设计的适用性.
文献关键词：
超声速民机;自然层流;线性稳定性理论;eN方法;转捩预测
中图分类号：
作者姓名：
聂晗;宋文萍;韩忠华;陈坚强;段茂昌;万兵兵
作者机构：
西北工业大学 航空学院 环保型超音速客机研究中心/气动与多学科优化设计研究所,西安 710072;西北工业大学 翼型、叶栅空气动力学国家级重点实验室,西安 710072;中国空气动力研究与发展中心 空气动力学国家重点实验室,绵阳 621000
文献出处：
引用格式：
[1]聂晗;宋文萍;韩忠华;陈坚强;段茂昌;万兵兵-.面向超声速民机层流机翼设计的转捩预测方法)[J].航空学报,2022(11):163-181
A类：
超声速民机,层流机翼,横流驻波,机翼边界层,自然层流
B类：
机翼设计,转捩预测,减阻设计,亚跨声速,Tollmien,Schlichting,TS,行波,扰动放大,eN,固定频率,CF,波数,包络线,自动判断,雷诺平均,Navier,Stokes,RANS,求解器,数值模拟方法,来流马赫数,后掠角,NASA,试验机,稳定性分析,雷诺数,翼展,初步设计,后掠机翼,横流不稳定性,机翼前缘,微弱,压力梯度,压力分布,模拟评估,线性稳定性理论
AB值：
0.223612
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