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题目:
雅宝题库答案:
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雅宝题库解析:
现代战斗机前体布局主要采用旋成体及融合体两种类型机身,由于大迎角下机身背涡流动是影响战斗机大迎角机动特性的重要因素,本文通过风洞实验的方法分别对上述两种机身在大迎角下的背涡流动特性进行了研究。在亚临界Re数区,细长旋成体机身在大迎角下的滚转角效应表明旋成体非对称涡流动对头部微扰动十分敏感,为解决由加工中形成的模型头部微不规则几何扰动带来的旋成体风洞实验数据的不确定性,本文采用在模型头部设置人工扰动的方法,当选择合适的扰动大小及粘贴位置时,人工扰动可以消除由头部微不规则几何扰动引起的流动不确定性。以此为基础,本文在亚临界Re数区发展了一种进行大迎角非对称涡流动研究的确定性实验技术。 在旋成体非对称涡流动的其他Re数分区中的实验结果表明:1. 在临界起始发展区及过临界区旋成体滚转角效应始终存在,并且与亚临界区相同,该滚转角效应是由模型头部微几何扰动引起的;2. 在临界区,模型两侧边界层状态逐渐向对称方向发展,同时背风侧集中涡结构也逐渐消失,此时侧向力随Re数增加不断减小,在侧向力减小到零值之前,旋成体滚转角效应始终存在,且该滚转角效应同样由头部微几何扰动引起,随着Re数增加到模型两侧边界层发展为完全对称且背风侧集中涡结构完全消失的范围,各滚转角下的侧向力均保持为零,此时旋成体滚转角效应消失;3. 在超临界区,由于身部不规则粗糙度对模型两侧转捩边界层气泡消失过程的影响,旋成体滚转角效应不仅来自于头部微几何扰动,同时还来自于模型身部不规则粗糙度。 在旋成体滚转角效应存在并且仅由头部微几何扰动引起的Re数范围内,通过应用在模型头部设置人工扰动的确定性实验技术都可以消除由头部微不规则几何扰动引起的旋成体滚转角效应的不确定性题目,此时随头部人工扰动滚转一周非对称背涡流场在大迎角下(α=50º)始终呈现双周期双稳态变化,在中等迎角下(α=40º)则始终呈现出双周期连续态的变化特性。在超临界区,由于身部不规则粗糙度对旋成体滚转角效应的影响,此时在旋成体头部设置人工扰动的确定性实验技术失效,非对称涡流场随头部人工扰动滚转一周呈现出不规则的变化形式。 通过变化旋成体头部吹气扰动强度及周向位置,本文在不同Re数分区中研究了单孔位微吹气扰动对非对称涡流动的主动控制作用。首先,在亚临界区、临界起始发展区、过临界区及临界区中侧向力不为零的Re数范围内,非对称涡流动对头部扰动的敏感性始终存在,并且头部扰动对非对称涡流动起主控作用,此时随着吹气量的不断增加,侧向力随吹气扰动滚转一周的变化曲线都会从双周期分布逐渐演化为单周期分布。当吹气量为零时,如果模型头部吹气孔所处位置对应的背涡结构为同侧低位涡,同时该位置不处于侧向力发生反向的敏感位置,则随着吹气量增加模型侧向力会呈现出渐变特性,从而可以实现对非对称涡绕流流场及相应侧向力的主动控制,并且通过变化吹气孔周向位置可以得到不同的吹气控制灵敏度;其次,在临界区侧向力减小到零的Re数区域,旋成体机身流动不再受头部扰动的影响,此时单孔位微吹气这种利用头部扰动对非对称涡流动进行主动控制的方法失效;最后,在超临界区,旋成体身部不规则粗糙度对非对称涡流动的影响使得不同吹气量下侧向力随头部吹气扰动滚转一周都呈现出不规则的变化形式,从而导致有效吹气孔位也呈现出不规则的分布形式。 对于融合体型机身,首先,在模型头部设置人工扰动的实验表明融合体背涡流动及气动特性不受头部扰动的影响,细长旋成体机身的不确定性题目在融合体型机身上并不存在;其次,本文利用流态分区的方法将大迎角下融合体型机身背涡沿轴向从前往后分为锥形流线性发展区、背涡强度衰减区、背涡非对称破裂区及完全破裂区,并且给出了背涡结构沿轴向分区特性及背涡涡心轨迹随迎角的演化规律;最后,不同Re数下的实验结果表明融合体型机身背涡流动及其气动特性受Re数影响很小,Re数的变化仅对绕流中的二次分离及由背涡诱导的吸力峰大小稍有影响。 |
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