结冰翼型前缘下垂变弯度容冰特性改善机制分析研究
作者:张恒; 李杰; 赵宾宾
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传统的气动优化设计方法难以充分考虑常规飞行和结冰状态对翼型几何特性的矛盾要求。根据前缘凹陷和弧度的概念,提出了一种创新的解决方案,可以有效地协调和改善前缘的特性。针对GLC305-944结冰翼型典型的过失速状态,基于IDDES方法对前缘下垂前后的持冰特性进行了对比分析和研究。结果表明,前缘下垂后,结冰翼型的失速特性显著改善,前缘吸力以压力平台的形式恢复,分离泡形状从大规模整体回流退化为冰角身后的局部流动结构,湍流脉动的影响范围限制在前缘壁面附近的有限区域内。由于前缘下陷后冰角和局部墙体形成特殊的空腔状结构,剪切层失稳后产生的多尺度发夹涡系统,经过短暂发展后,可直接触发壁面附近分离气泡的外部高速流与内部低速回流之间的混合融合动量输运效应,有效地促进了再附着过程,导致时间平均再附着点提前,混合层厚度减小,分离气泡几何尺度减小。这就是改善翼型容冰特性的前缘下垂和弯曲的流动机理。