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仿生机翼减阻的数值模拟

专 业: 流体力学
关键词: 机翼 计算流体力学 仿生 减阻
分类号: O35
形 态: 共 55 页 约 36,025 个字 约 1.723 M内容
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内容摘要


国外学者模仿座头鲸胸鳍的前缘非光滑凸起,设计出前缘有凹凸变化的机翼形状。

实验结果显示,可增加机翼的升力。

本文在前人实验工作地基础上,对NACA63-210机翼的前缘做了类似座头鲸胸鳍前缘隆起设计,得到符合仿生学原理的三维机翼形状,并用FLUENT计算流体力学软件数值模拟仿生机翼的减阻效果。

为了提高三维数值模拟的可靠性,本文首先给出标准NACA63-210机翼的数值模拟结果,数值模拟的结果与原始实验数据进行了对比。

计算结果和实验数据基本符合,计算结果可靠。

采用同样的数值模拟方法、结构网格和边界条件对仿生NACA63-210机翼进行三维数值模拟,比较了两种机翼的升力、阻力特性。

在相同雷诺数和攻角下,仿生机翼升力系数增大,升力最大增加10.2.在三种雷诺数下,当攻角从0o增大到8o时,除0o攻角外,阻力都减小,最大减阻率为13.8,平均减阻率达到7以上。

从计算结果来看,在雷诺数9×104,6o攻角时,仿生机翼总的阻力系数减小,其中压差阻力系数减小14.6,而摩擦阻力系数反而增大了35.3,由于总阻力中压差阻力占了80以上,所以总的阻力系数是减小的。

本文从压差阻力和摩擦阻力两个角度出发..……

全文目录


提要
第1章 绪论
1.1 选题背景
1.2 流体力学基础
1.2.1 粘性流体的流动
1.2.2 边界层及边界层分离
1.3 流体阻力和减阻的方法
1.4 机翼减阻发展现状
1.4.1 先进翼型的不断发展
1.4.2 机翼翼梢减阻装置的应用
1.4.3 层流化技术
1.4.4 湍流减阻——小肋(Riblets)减阻
1.5 数值模拟在减阻问题上的应用
1.6 本文研究的主要研究工作
第2章 数值模拟的前处理工作
2.1 FLUENT 和GRIGEN 简介
2.1.1 FLUENT 简介
2.1.2 GRIDGEN简介
2.2 流体力学数值模拟基本理论
2.2.1 数值模拟的方法和分类
2.3 流体力学微分方程
2.3.1 质量守恒方程
2.3.2 动量守恒方程
2.4 本章小结
第3章 标准NACA63-210 机翼三维数值模拟
3.1 计算区域的建立
3.2 计算区域的离散化
3.3 边界条件的确定
3.4 标准NACA63-210 机翼的计算结果与分析
3.4.1 求解方法
3.4.2 气动力系数
3.4.3 计算结果与分析
3.5 本章小结
第4章 仿生NACA63-210 机翼三维数值模拟
4.1 计算区域的建立
4.2 计算区域的离散化
4.3 边界条件与求解方法的确定
4.4 仿生NACA63-210 机翼的计算结果与分析
4.4.1 计算结果
4.5 仿生NACA63-210 机翼减阻特性分析
4.5.1 阻力组成分析
4.5.2 仿生NACA63-210 机翼对模拟绕流流场整体特性的影响
4.6 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 主要结论
5.2 问题与展望
参考文献
摘要

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中图分类: > O35 > 数理科学和化学 > 力学 > 流体力学

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