面向研究几何效应的开源参数化气动foil
流体动力学
2024-10-10 v1
摘要
近期关于跨声速流束的研究主要集中在有限数量的专有气动foil几何形态上，且主要考虑马赫数和攻击角度的参数变化。相较之下，气动foil几何属性对束流频率和振幅的敏感性仍知乎知。本文发展了一种基于少量参数的气动foil几何构建方法。所得气动foil及计算网格在机翼后缘处之外处处为高阶连续。使用大涡动力学仿真研究了四个关键几何参数(由设计条件下坐标局部极值定义，称为'crest'点)的效应，考虑自由过渡和粘性边界层两种情况。对于两种边界层状态，束流振幅和频率均对吸气侧crest点的轴向和垂直位置高度敏感，而压气侧crest点的垂直位置影响平均升力。本工作确认，束流可在自由过渡(层流束流)和粘性条件(湍流束流)下出现，二者敏感性相似。对于接近 onset 条件的测试案例，观察到中间频率现象，链接到分离气泡的非稳定性。基于分离气泡平均流属性的频率标度与Zauner等人在不同气动foil几何上的先行研究结果良好吻合。气动foil几何以开源形式提供：https://doi.org/10.5281/zenodo.12204411
引用
@article{arxiv.2410.06341,
title = {Open-Source Parametric Airfoils to Study Geometric Effects on Buffet},
author = {Markus Zauner and David J. Lusher and Pradeep Moise and Andrea Sansica and Atsushi Hashimoto and Neil D. Sandham},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.06341},
year = {2024}
}
备注
AIAA AVIATION FORUM AND ASCEND 2024, Session: Aerodynamic Design I