基于全局线性稳定性分析的翼尖双涡不稳定特征演化机理

• 作者: 刘洪 向阳 张淼 程泽鹏 邱思逸 邵纯
• 来源期刊: 航空学报
• 学科: 物理学
• 关键词: SPIV 翼尖涡 涡不稳定性 全局线性稳定性分析 扰动模态
• 年，卷（期）: 2020,（9）
• 所属期刊栏目: 流体力学与飞行力学
• 页码范围: 53-66
• 页数: 14页
• 分类号: V211.3|O355
• 语种: 中文

摘要

相比于机翼产生的孤立翼尖涡,加装小翼之后的翼尖涡表现出双涡甚至多涡结构,并且呈现出更加复杂的不稳定特征.为揭示翼尖双涡结构不稳定特征及其演化机理,采用体视粒子图像测速(SPIV)技术和全局线性稳定性分析(LAS)方法对不同雷诺数和攻角下带双叉弯刀小翼的M6机翼产生的翼尖涡结构在尾迹区的不稳定特征进行研究.试验结果表明,对称布置的双叉弯刀小翼产生的翼尖涡包含上/下小翼产生的主涡(上/下主涡)结构,两者构成近似等强度的同转涡对,在相互靠近的同时以20 rad/s的角速度相互缠绕.对上/下主涡瞬时涡核位置的统计分析表明,翼尖涡摇摆幅值随流向位置逐渐增大,随雷诺数的增加而增大,随攻角的增加先增大后减小.对16倍弦长的尾迹截面处的翼尖双涡结构进行全局时间稳定性分析,不同工况下,上/下主涡最不稳定模态(模态P/模态S)的稳定性曲线变化规律与摇摆幅值的变化规律相一致,表明翼尖涡的摇摆源自于其内在的不稳定性特征.增加流向扰动波数,发现模态P切向波数逐渐增加;而模态S则是径向波数逐渐增加.不同工况下,模态P的切向波数为5～6,扰动波数分布在[2.75,5]的区间内,所对应的不稳定放大率均大于模态S,而不稳定放大率最大的模态扰动范围作用在上主涡的整个涡核区域,表明这种大切向波数的扰动模态在翼尖涡流控中的潜在价值,也意味着加装小翼会增加涡结构的个数,增强不稳定性的发展,有助于翼尖涡的快速失稳衰减.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	刘洪	上海交通大学航空航天学院	72	244	9.0	12.0
2	向阳	上海交通大学航空航天学院	9	7	1.0	2.0
3	张淼	中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院	5	12	1.0	3.0
4	程泽鹏	上海交通大学航空航天学院	2	0	0.0	0.0
5	邱思逸	上海交通大学航空航天学院	2	0	0.0	0.0
6	邵纯	中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院	1	0	0.0	0.0