1.4.3 水平、垂直相对位置对串置翼升阻特性的影响

1.4.3 水平、垂直相对位置对串置翼升阻特性的影响

模拟中采用了分区网格生成技术,在主翼和鸭翼的近物面布置非结构网格,并实施加密,区域外布置结构网格,在模拟计算时,由于压强值较大,因此一律采用相对压强,温度300 K。并采用耦合-隐式求解器求解,模拟采用k-ε湍流模型,应用SIMPLE迭代法,并同样采用壁面函数法。

此次模拟是分两组状态进行的,A组:水平相对距离S为1.5倍弦长,垂直距离G为0,入口速度9 m/s,Rc=85 000,主翼、鸭翼偏角范围为-15°~20°,保持与Daniel F.Scharpf相同的参数设置,飞行迎角以后翼飞行迎角而定;B组:保持鸭翼±5°偏角不变,S为1.5、2、3倍单翼弦长,G为±0.3倍单翼弦长,共12种组合,研究了两翼之间的距离以及安装的相对高度对整个串置翼升阻特性的影响,得出了一些结论。

如表1.2和表1.3所示,在相同翼差角度的情形下,负的垂直相对位置,即上鸭翼,机翼位于鸭翼下方时,串置翼型有较好的升阻特性。而正的垂直相对位置,即下鸭翼,机翼位于鸭翼上方时,升阻特性不太好,一般是不利的。并且在上鸭翼布局中,随着水平相对距离S的增大,鸭翼和主翼之间的上洗、下洗作用,以及两者之间偏转所引起的气动力干扰也随之减弱,因此垂直高度对升力系数的影响也在降低。如表1.4和表1.5所示。

表1.2 攻角α=10°、水平距离S=1.5倍弦长时主翼、鸭翼各种参数对比

表1.3 攻角α=10°、水平距离S=3倍弦长时主翼、鸭翼各种参数对比

表1.4 不同水平相对距离下各种参数对比

表1.5 不同垂直距离下各种参数对比

图1.16 不同舵偏角的鸭翼和主翼的速度矢量图和压力云图

(a)αc=10°,αw =-15°,速度矢量;(b)αc=10°,αw =-15°,压力云图;(c)αc=10°,αw =0°,速度矢量;(d)αc=10°,αw =0°,压力云图;(e)αc=10°,αw =20°,速度矢量;(f)αc=10°,αw =20°,压力云图

从图1.16中可以分析,当气流以一定迎角流过鸭翼前缘时,因速度相对较大而产生很大的负压力,而鸭翼后缘受主翼的上洗作用增强,上翼面平均流速增大,因而在前后翼水平距离S为0.5倍单翼弦长时,鸭翼上表面前缘相比S为3倍单翼弦长存在更大的负压区域,并且随着S的增大,压力分布呈渐变状态,鸭翼受主翼的上洗作用也减弱,从而影响升力系数,呈现出水平相对距离S越近,鸭翼的升力系数越大的趋势。而后方主翼与鸭翼情形正好相反,水平相对距离S越近,主翼受鸭翼下洗作用越强,升力系数越小。