脫體渦

脫體渦

脫體渦,是渦鏇的一種,是由於機翼上下翼面的壓差,導致流體的橫向流動,與流體相對機翼的縱向移動在脫離機翼後所合成的螺鏇狀流動。脫體渦在20世紀70年代開始,廣泛用於飛行器產生渦升力,其最為典型的套用即鴨式布局,其通過鴨式前翼產生的脫體渦與主翼的附體渦形成有利干擾,改善主翼的流場,增加主翼升力,延遲渦破裂,提高飛機氣動性能。脫體渦屬於非定常大迎角空氣動力學研究的範疇,其研究曾使用過廣義的偶極子格線法、Euler方程法及N-S方程法。

基本內容

脫體渦(trapped vortex形成機理脫體渦的破裂

脫體渦是渦鏇的一種,是由於機翼上下翼面的壓差,導致流體的橫向流動,與流體相對機翼的縱向移動在脫離機翼後所合成的螺鏇狀流動。脫體渦的形式與機翼迎角和空速有密切聯繫,當機翼迎角增大,由於上下翼面壓差增大,脫體渦強度會增加,但是在迎角增大到某一程度,脫體渦會突變為非對稱,甚至破裂。

研究與套用
脫體渦在鴨式布局中的套用脫體渦在鴨式布局中的套用

脫體渦在鴨式布局中的套用

脫體渦屬於非定常大迎角空氣動力學研究的範疇,其研究曾使用過廣義的偶極子格線法、Euler方程法及N-S方程法。但是,目前對於35度迎角以上的脫體渦研究,特別是對於非對稱突變與破裂,基本沒有完善的理論體系,在實際工作中仍主要由風洞吹風試驗得出結論。

脫體渦在20世紀70年代開始,廣泛用於飛行器產生渦升力,其最為典型的套用即鴨式布局,其通過鴨式前翼產生的脫體渦與主翼的附體渦形成有利干擾,改善主翼的流場,增加主翼升力,延遲渦破裂,提高飛機氣動性能。

展望

目前的飛機都只實現了非線性渦升力,對脫體渦的非對稱及破裂的研究與套用基本空白,現在研究的方向是利用脫體渦非對稱突變的特性,增加飛機航向機動性,使飛機機頭瞬間水平指向成為可能,屆時,飛機將擁有3軸超機動性。

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