２０１３年８月第３１卷第４期西北工业大学学报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＡｕｇ．Ｖｏｌ．３１２０１３Ｎｏ．４
收稿日期：２０１２－１０－１８
作者简介：李盈盈（１９９０—），女，西北工业大学硕士研究生，主要飞行器设计研究。多鼓包技术在超临界翼型上的减阻特性研究
李盈盈，周 洲，甘文彪
（西北工业大学无人机特种技术重点实验室，陕西西安 ７１００６５）
摘 要：针对超临界翼型的流动特征，利用计算流体力学方法，通过典型算例开展了对多鼓包技术流动机理与减阻特性的研究。首先对超临界翼型的绕流特征进行了分析，在流动发生转捩的前缘区域布置鼓包，改善翼型前段的压力梯度，减小湍流粘性，达到减阻的目的。然后在典型超临界翼型ＲＡＥ２８２２上，研究了前缘鼓包与激波鼓包分别单独作用时，其几何外形和位置参数对减阻的影响。最后对前缘鼓包、激波鼓包的位置和形状参数进行了协同调整，研究了前缘鼓包对常用激波鼓包的减阻效果的影响。经计算，前后鼓包共同减阻的效果确实优于单独激波鼓包，最大减阻量可达１１．５％。关 键 词：飞行器，翼型，ＣＦＤ，减阻，升阻比，压力分布，流动机制，多鼓包
中图分类号：Ｖ２１１．３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００－２７５８（２０１３）０４－０５１７－０５
超临界翼型前缘是流动发生转捩的区域，湍流
粘性增长迅速，同时翼型前缘曲率变化大而压力梯
度较高。因此，在翼型前缘布置鼓包有望改善翼型
前部的压力梯度，减小湍流粘性，达到减阻的效果。
而激波附近的鼓包［１－４］可以控制翼型上表面激波位
置与强度，也可能起到减阻的效果。通过协同调整
翼型前缘和激波附近的鼓包有望进一步改善翼型的
阻力特性。
本文研究了超临界翼型［５］多鼓包减阻技术。
在超临界翼型ＲＡＥ２８２２的前缘和激波位置附近修
改外形形成鼓包，讨论多鼓包技术对翼型绕流特征
和阻力特性的影响。１ ＲＡＥ２８２２气动特性计算
以ＲＡＥ２８２２作算例进行验证，选取ｋ－ｋｌ－ω三方
程湍流转捩模型，空间离散采用Ｒｏｅ格式，粘性通量
采用二阶迎风格式，计算网格采用Ｃ－Ｈ型。选取文
献［６］中ｃａｓｅ６进行计算，计算状态：马赫数Ｍａ＝
０．
７３，迎角＝２．８２°，雷诺数Ｒｅ＝６．５×１０６。计算结
果见图１，可见本文选取的计算方法所得到的翼型
表面压力分布和实验结果吻合较好，激波强度及位
置捕捉比较准确，可以采用此方法进行流动计算。下文将全部采用相同的计算状态。
图１ 压力系数对比２ 鼓包减阻机理２．１ 后缘鼓包减阻在激波位置附近叠加鼓包。由图２可见，气流在鼓包开始处形成一道较弱的斜激波，相当于对原始强正激波进行波前预压缩，接下来鼓包使气流再次膨胀加速为超音速，产生第２道弱激波，即形激