尾流控制中尾渦相交不穩(wěn)定性的實驗研究.pdf

1、尾流對飛行安全造成威脅，為了保證在機場終端區(qū)內飛機起飛、進近、著陸時的安全，國際民航組織ICAO在前后機之間規(guī)定最小尾流間隔標準。根據間隔標準，飛機在起飛/著陸時，就必須與前面的飛機保持安全距離，即預留出足夠的安全時間間隔。但這樣就降低飛機的起降頻率，減少機場客運量。尤其在如今越來越多的航空運輸要求下，很多機場顯得擁擠不堪。為了提高飛機安全性，同時改善機場的經濟效益，如何對尾跡渦進行控制并加快其消亡成為近年來民用航空領域極具挑戰(zhàn)性的研究

2、課題。在各種對尾流實施控制的手段中，通過主動的方式引入擾動，觸發(fā)翼尖渦的不穩(wěn)定性被視為一種最有可能減弱尾渦強度的方法。在這些觸發(fā)不穩(wěn)定性的方法中，Rayleigh-Ludwieg不穩(wěn)定性，即相交不穩(wěn)定性最有可能減弱尾渦的強度，并應用于實際的飛機上。本文通過設計一種結構化的矩形直機翼所構成的渦發(fā)生器來產生一對大小不同、方向相反的渦。調節(jié)這組渦的大小比例Γ1/Γ2及他們的距離b，觸發(fā)兩渦之間的相交不穩(wěn)定性。實驗研究在廈門大學航空流體實驗室的

3、拖曳式水洞中進行，以模擬一種無擾動的環(huán)境。通過采用改進的，適用于本實驗的流動顯示方法，定性的觀察單渦形成發(fā)展過程及雙渦相互作用過程。通過二維PIV系統(tǒng)定量研究單渦特性及雙渦作用特征。對采集的數據進行分析處理后，得到了不同角度單渦的環(huán)量，證明了角度減小，渦的強度相應減少。同時得到了單渦環(huán)量-時間曲線，證明了在不外加擾動的情況下，單渦的持續(xù)時間很長，其環(huán)量-時間曲線基本成一條直線。分析雙渦相互作用特性，可以得到在相交不穩(wěn)定性產生時主渦及次渦