二维扑动平板的升力评估

先前的多项实验和理论研究已经表明，机翼或翼型上的前缘涡（LEV）可以增强升力。本文采用非定常二维势流理论对扑动平板机翼的流场进行建模。建立了一个多涡模型来模拟前缘涡和后缘涡（TEV），与在每个分离位置仅使用单个涡相比，该模型提供了更高的精度。通过积分非定常布拉修斯方程得到升力。研究发现，涡的运动对平板上的总气动力有显著贡献。后缘涡的脱落和前缘涡的稳定明确地有助于升力增强。对于大攻角情况，使用类库塔条件确定前缘的涡强度和位置；然而，对于小攻角情况，建议放宽该条件，并应用二维剪切层模型来计算新添加涡的环量。然后将仿真结果与经典的非定常平板问题的数值、模型和实验数据进行比较。观察到与这些数据吻合良好。此外，这些结果表明，小攻角的前缘涡脱落应与大攻角的情况不同地建模。最后，涡运动与升力的结果表明，前缘涡的逆流向运动和后缘涡的顺流向运动都有助于正升力。这也为未来微型飞行器（MAV）的主动流动控制提供了见解，即可以通过操纵前缘涡和后缘涡的形成和脱落过程来增强升力。