跨声速风洞开孔壁洞壁干扰修正研究

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跨声速风洞采用透气壁形式来减小激波干扰、阻塞效应、洞壁升力效应以及洞壁附面层增长,但是这也导致风洞壁面处的流动变得复杂,给洞壁干扰修正增加了相当大的难度。为了进行跨声速风洞的洞壁干扰修正,本文采用CFD方法,基于FL-3跨声速风洞实验段模型,仔细研究了开孔壁壁面流动特性,深入探讨了孔两侧压差、自由来流马赫数、实验段附面层位移厚度、孔的深径比以及孔的倾斜角对孔内及孔附近流动的影响情况,总结出跨声速风洞开孔壁壁面流动特性,并结合相关流动理论建立起统一的开孔壁壁面流动模型,最后使用建立的壁面流动模型替代跨声速风洞的透气壁边界条件,应用于跨声速风洞的洞壁干扰修正中。采用NACA0012翼型进行二维的开孔壁洞壁干扰修正验证,采用不同的透气率时,翼型表面压力系数有明显的变化,透气壁边界条件计算效果良好。在此基础上,将该方法应用于三维DLR-F4翼身组合体洞壁干扰修正中,通过流动计算获得的洞壁干扰修正量与壁压信息法修正结果相近,进行洞壁干扰修正后的实验值更加接近真实值。该方法大大简化了开孔壁面的复杂流动情况,实验过程中不需要进行额外的壁压测量,降低了实验成本并且提高了洞壁干扰修正的准确度。
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