低速风洞阵风发生器的设计、测试与数值模拟
流体动力学
2025-12-24 v2
摘要
理解和准确再现阵风引起的非定常空气动力学对于改进飞机、无人飞行器和风力涡轮机中的载荷预测、气动弹性分析和控制策略至关重要，特别是在非线性流动现象主导的工况下。在这项工作中，设计、制造了一种基于振荡叶片的低速风洞阵风发生器，并通过实验和数值联合研究对其进行了表征。该系统旨在再现与飞机、无人飞行器和风力涡轮机应用相关的确定性阵风廓线，并在高度非定常空气动力学状态下运行。使用热线风速仪进行实验测量，以量化在自由来流速度、振幅和强迫频率范围内产生的阵风场。同时，使用变形网格方法进行时间精确的CFD模拟，以验证测量结果并分析与阵风形成和传播相关的流动物理。特别关注经典'1-cos'阵风廓线固有的负速度峰值。提出了一种改进的叶片运动协议，并证明其能显著降低负峰值因子，同时保持可观的阵风比。数值结果表明，相邻叶片脱落的涡旋之间的非线性相互作用导致了二次流动角变化。
引用
@article{arxiv.2512.17732,
title = {Design, Testing and Numerical Modelling of a Low-Speed Wind Tunnel Gust Generator},
author = {Marinos Manolesos and Christos Ampatis and Dimitris Gkiolas and Konstantinos Rekoumis and George Papadakis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.17732},
year = {2025}
}
备注
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