流动控制壁面对扑翼获能特性的研究

作     者：保燕东 曾云 李伟忠 张官习 

作者机构：昆明理工大学冶金与能源工程学院 

出 版 物：《应用力学学报》 (Chinese Journal of Applied Mechanics)

年 卷 期：2024年

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0824[工学-船舶与海洋工程] 

基　　金：国家自然科学基金青年项目(52309114) 云南省基础研究计划项目(202301AU070053) 

主　　题：扑翼 非定常流动控制 动态壁面 波浪形壁面 RANS模型 获能特性 

摘      要：为了研究非定常流动控制和动态壁面对扑翼获能特性的影响，本研究设计了一种采用波浪形壁面的二维扑翼计算模型。基于RANS模型，分析了波浪形壁面参数、水翼与壁面的距离、水翼与壁面波峰的相对位置对扑翼的水动力学特性的影响。结果表明，在最优的波浪壁面形状参数和水翼的相对位置下，扑翼的获能效率达到52.2%，比KINSEY的计算结果提高了13.52%。波浪形壁面能够增大流场流速，使得扑翼靠近壁面附近低流速区域时表面压差增大；同时增强了涡流强度，延缓尾迹涡的耗散，尾迹涡脱落后吸附在壁面上，增强了扑翼与壁面的相互作用，扑翼表面的压差驱动扑翼起伏和旋转运动，提高了扑翼表面升力变化幅值，进而提升了扑翼的获能效率。希望通过改进壁面形状能够找到提升扑翼获能效率的方法，能够对扑翼获能研究邻域进一步发展提供新方向。