空气动力学翼型低速气动特性.pptVIP

1.5??任意翼型的位流解法2、绕翼型的数值计算法——面元法在平面理想势流中，根据势流叠加原理和孤立奇点流动，可得到某些规则物体的绕流问题。对于任意形状的物体绕流，当然不可能这样简单。但是，这样的求解思路是可取的。例如，通过直匀流与点源和点汇的叠加，可获得无环量的圆柱绕流；通过直匀流、点源和点汇、点涡的叠加，可获得有环量的圆柱绕流，继而求出绕流的升力大小。第63页，共111页，星期日，2025年，2月5日1.5??任意翼型的位流解法对于一定迎角下，任意形状、任意厚度的翼型绕流，利用势流叠加法求解的基本思路是：（a）在翼型弦线上布置连续分布的点源q（s)，与直匀流叠加求解。（b）在翼型上下表面布置连续分布的点涡?（s)，与直匀流叠加求解。满足翼面是一条流线的条件，从而模拟无升力的翼型厚度作用。满足翼面是一条流线的条件和尾缘的kutta条件，从而模拟由于迎角和翼型弯度引起的升力效应，确定翼型的升力大小。第64页，共111页，星期日，2025年，2月5日1.5??任意翼型的位流解法对于任意形状的翼型精确给出分布源函数或分布涡是不容易的。通常用数值计算方法进行。将翼面分成若干微分段（面元），在每个面元上布置待定的奇点分布函数（点源或或点涡），在选定控制点上满足物面不穿透条件和后缘条件，从而确定出分布函数，最后由分布函数计算物面压强分布、升力和力矩特性。（2）面源函数的基本特性设单位长度的面源强度为q，则ds微段上面源强度为qds，其在流场P点处诱导的速度为（与P点的距离r）第65页，共111页，星期日，2025年，2月5日1.5??任意翼型的位流解法绕面源封闭周线的流量为方向沿r的方向ds微短面源在P点产生的扰动速度势为整个面源在P点产生的速度势函数为第66页，共111页，星期日，2025年，2月5日1.5??任意翼型的位流解法任意一个面源元素在空间流场中任一点所诱导的速度是连续分布的，所以整个面源诱导的速度场在所有的空间点是连续分布的。面源上除外，面源上切向速度连续，法向速度面源是个间断面。如右图所示，对于布在x轴上的二维平面面源，有当时，有第67页，共111页，星期日，2025年，2月5日1.5??任意翼型的位流解法由此得出：面源上下流体切向速度是连续的，面源法向速度是间断的。对曲面的面源布置也是如此。下面求法向速度的突跃值。通过矩形周线的体积流量为由于面源上的切向速度是连续的，设ds中点处的切向速度为Vs,则第68页，共111页，星期日，2025年，2月5日1.5??任意翼型的位流解法所以当ds和dn均趋于零时得这说明，面源是法向速度间断面，穿过面源当地法向速度的突跃值等于当地的面源强度。对于平面面源有第69页，共111页，星期日，2025年，2月5日1.5??任意翼型的位流解法（3）面涡的基本特性设单位长度的面涡强度为?，则ds微段上面涡强度为?ds，其在流场P点处诱导的速度为（与P点的距离r）ds微短面源在P点产生的扰动速度势为整个面源在P点产生的速度势函数为第70页，共111页，星期日，2025年，2月5日1.5??任意翼型的位流解法绕面涡封闭周线的环量为任意一个面涡元素在空间流场中任一点所诱导的速度是连续分布的，所以整个面涡诱导的速度场在所有的空间点是连续分布的。面涡上除外，面涡上法向速度连续，切向速度面涡上是个间断面。如右图所示，对于布在x轴上的二维平面面涡，有当时，有第71页，共111页，星期日，2025年，2月5日1.5??任意翼型的位流解法由此得出：面涡上下流体切向速度是间断的，但法向速度是连续的。对曲面的面涡布置也是如此。下面求切向速度的突跃值。绕矩形周线的速度环量为由于面涡上的法向速度是连续的，设ds中点处的法向速度为Vn,则第72页，共111页，星期日，2025年，2月5日1.5??任意翼型的位流解法所以当ds和dn均趋于零时得这说明，面涡是切向速度间断面，穿过面涡当地切向速度的突跃值等于当地的面涡强度。对于平面面涡有第73页，共111页，星期日，2025年，2月5日（b）如果求解升力翼型（模拟弯度和迎角的影响），可用面涡法，除满足翼面是流线外，要求翼型尾缘满足Kutta条件?=0。1.5??任意翼型的位流解法（4）面源法和面涡法（a）当求解无升力的物体绕流问题时，包括考虑厚度影响的无升力的翼型绕流问题，可用面源法。第74页，共111页，星期