高雷诺数下A320机翼振动后缘摆动引起的电活性变形对气动性能的影响
经典物理
2026-02-02 v1
摘要
本研究旨在通过近后缘的轻微变形和振动，研究电活性变形对70厘米弦长A320机翼的影响。机翼变形由沿H2020 No 723402欧洲研究项目SMS“智能变形与传感用于航空构型”的“缩比”A320样机展向分布的Macro Fiber Composites (MFC) 微型压电致动器实现。所研究的构型对应于低亚声速状态（马赫数0.063），迎角10度，雷诺数为100万。数值模拟使用Navier-Stokes Multi-Block (NSMB)求解器进行，该求解器考虑了实验中用压电致动器实现的机翼后部变形。在0.7厘米的恒定振幅和[10-600]Hz的宽致动频率范围内，对变形对尾流动力学和气动性能的影响进行了详细的物理分析。发现[180-192]Hz和[205-215]Hz的最优振动范围分别比非变形（静态）构型提供了1%的阻力减少和2%的升阻比增加。与剪切层Kelvin-Helmholtz (KH)涡和Von-Karman (VK)涡脱落相关的固有频率被发现在对尾流动力学的变形修改以及气动性能提升中起着核心作用。在上剪切层固有频率（~185Hz）或其附近致动可提供约1%的阻力减少和1%的升阻比增加，而在下剪切层固有频率（~208Hz）或其附近致动可提供约8%的升力增加和2%的升阻比增加。此外，致动频率随时间的线性变化（称为摆动）被证明具有显著效果。通过适当的映射，该方法展示了快速有效地检测提供气动性能提升并同时降低主要不稳定模式振幅的最优恒定致动频率范围的能力。
引用
@article{arxiv.2601.22768,
title = {Electroactive morphing effects on the aerodynamic performance through wobulation around an A320 wing with vibrating trailing edge at high Reynolds number},
author = {C. Rouaix and C. Jiménez-Navarro and M. Carvalho and C. Raibaudo and J. Abou-Khalil and A. Marouf and Y. Hoarau and G. Harran and J. C. R. Hunt and H. Hangan and J. F. Rouchon and M. Braza},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.22768},
year = {2026}
}