Архив номеров

Бугорки на плавниках китов-горбачей позволяют добиться положительного гидродинамического эффекта. В прошлом имели место многочисленные попытки использовать подобные бугорки на крыльях самолета для получения положительного аэродинамического эффекта. Активно исследовалось влияние толщины профиля, формы крыла в плане, числа Рейнольдса Re и длины волны и амплитуды волнистости на аэродинамические характеристики волнистого крыла и картину его обтекания. Однако эффект переменной длины волны вдоль размаха конечного крыла и его влияние на физику течения еще недостаточно исследованы. Цель настоящей работы состоит в изучении влияния переменной по размаху конечного крыла длины волны волнистости и определяющего механизма течения в предотрывном и отрывном режимах обтекания. Волнистые профили строятся на основе профиля NACA0021; результаты моделирования сравниваются с аналогичными результатами для профиля с гладкой передней кромкой (базовым профилем) при числе Рейнольдса Re=1.2×10⁵. Валидация результатов моделирования выполнена на основе имеющихся в литературе экспериментальных данных. Рассмотрены две различные модели крыла; в первой из них (λ0305h1) длина волны возрастала от корня крыла до его оконечности, а во второй из них (λ0503h1), напротив, убывала. Результаты, полученные для аэродинамической силы, показывают, что в предотрывном режиме максимальное уменьшение аэродинамического качества L/D составляет 16.89 и 4.22% для крыльев λ0503h1 и λ0305h1 соответственно. В отрывном же режиме максимальное увеличение L/D составляет 2.97 и 19.18% для λ0503h1 и λ0305h1 соответственно, при угле атаки 20º. Отмечено, что модель λ0503h1 имеет меньшее значение L/D в отрывном режиме из-за образования вихрей на поверхности крыла. Вихри создают циркуляционную зону на крыле, в результате чего давление на верхней стороне крыла растет. На основании полученных результатов сделано заключение, что волнистость по размаху крыла самолета в отрывном режиме создает благоприятный эффект. Также сделан вывод о том, что увеличение длины волны волнистости от корня крыла к его оконечности предоставляет бóльшие преимущества в аэродинамике крыла, чем уменьшение длины волны волнистости в направлении к его оконечности.