基于涡流发生器的翼型风洞试验侧壁干扰控制研究

魏斌斌，高永卫，师尧，李栋，郝礼书

（西北工业大学航空学院，西安710072）

0 引言

翼型的气动特性直接决定了飞机机翼、风力机、螺旋桨、直升机旋翼等的气动性能，因此，获得准确、可靠的翼型气动性能数据是必须的。目前，可靠的翼型气动性能通常通过风洞试验的方法获取，翼型风洞试验数据的准确性取决于洞壁干扰效应的大小，而计算流体力学（Computational Flu⁃id Dynamics，简称CFD）技术的迅速发展给风洞试验提出了更严格的准度要求，因此需要对洞壁干扰效应进行更加细致的研究。

翼型风洞试验存在两类最主要的干扰效应：上下壁干扰效应和侧壁干扰效应。上下壁干扰效应是一个二维的、无黏的问题，其修正方法已发展得相对成熟［1-2］。而侧壁干扰效应是一个有黏的、三维流动问题［3-5］，目前减弱侧壁干扰的有效方式是对其进行流动控制。

在翼型风洞试验中，为了实现大雷诺数，会使用弦长相对较大的模型。弦长大意味着展弦比小，展弦比较小时，侧壁边界层的发展会显著影响翼型气动特性。对于小展弦比翼型，其诱导出的逆压梯度与侧壁边界层相互干扰，引起侧壁边界层分离。侧壁边界层一旦分离，会在翼型模型与侧壁之间形成角区流动，这种角区流动呈现三维特征［6-8］。横向流动由侧壁向翼型中线逐渐发展，由于对称性，理论上翼型中线横向流速为零。这种三维效应使翼型中线环量减小，升力减小［9-10］。N.Sudani等［5］的研究表明，为了减小侧壁干扰效应的影响，低马赫数试验情况下，翼型模型的展弦比至少要达到1.5，高马赫数情况下，至少要达到2.0。……