低雷诺数仿生分离流翼型气动特性初探

作     者：张庆 薛榕融 马浩统 ZHANG Qing;XUE Rongrong;MA Haotong

作者机构：西安航空学院飞行器学院西安710077 南洋理工大学机械与航空工程学院新加坡639798 中国科学院光电技术研究所成都610209 中国科学院光束控制重点实验室成都610209 

出 版 物：《航空动力学报》 (Journal of Aerospace Power)

年 卷 期：2022年第37卷第7期

页      面：1516-1527页

核心收录：

学科分类：080103[工学-流体力学] 08[工学] 080104[工学-工程力学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(62175243) 

主　　题：仿生分离流翼型 低雷诺数流动 流动分离 气动特性 大气湍流 

摘      要：为了探索适合低雷诺数微型飞行器的翼型形式,基于对自然界鸟类和昆虫滑翔飞行时翅膀形状的观察,设计出一种由前缘削尖平板和后缘圆弧翼型组合而成的仿生分离流翼型。数值研究结果表明,气流在削尖平板的前缘点强制分离,形成大范围低压分离流动,随后在后部圆弧翼上表面再附形成稳定低压涡流区,从而实现较高的气动效率和较强的抵抗大气湍流的能力。上削尖平板可以使流动分离点固定在削尖点。相对于单独平板,仿生分离流翼型的升力系数有大幅提高,迎角为4°时提高了112%。此外,仿生分离流翼型可以在较宽的迎角范围内(4°~20°)保持高升力,但是迎角增加,阻力也快速增大,因此小迎角情况下(小于4°)气动效率更优。