扑翼飞行器是一种模仿鸟类和昆虫飞行方式的新型飞行器.翼型参数设计对提高扑翼飞行器性能至关重要,为研究扑翼翼型厚度和翼型弯度对前飞扑翼气动性能的影响,基于自然界中飞行生物的实验观测结果建立了前飞扑翼气动特性计算模型,针对不同厚度和弯度的NACA系列标准翼型,采用计算流体力学方法求解二维不可压缩非定常Navier-Stokes方程,基于有限体积法并结合动态网格技术,分析了低雷诺数条件下对应不同来流速度的刚性前飞扑翼气动力、能耗、气动效率以及周围流场结构随翼型厚度和弯度的变化规律.结果表明,不同来流速度条件下扑翼推力和能耗均随翼型厚度的增大而逐渐减小,随着翼型厚度的增大,扑翼推进效率最大降幅达15.9%;翼型厚度的增加,降低了前缘涡强度并延迟了前缘涡的脱落.翼型弯度可以改变翼型的有效气动攻角,翼型弯度的增加可以显...

桨涡干扰噪声是直升机气动噪声主要组成之一,为了正确预测和降低直升机噪声,必须开展气动噪声相关物理参数研究。在对声场进行计算流体力学(CFD)直接数值模拟的基础上,分析了不同厚度和来流马赫数下二维平行桨涡干扰噪声传播特性和声源位置,分析了翼型厚度和来流马赫数对桨涡干扰噪声的影响,并得到了可压缩情况下远场声压预测公式。研究表明,低马赫数下,翼型厚度对噪声指向性影响不大,高马赫数下,翼型厚度对噪声指向性影响程度增大;噪声强弱主要随来流马赫数变化,翼型厚度对其影响较小;翼型厚度和来流马赫数变化不会改变声源点位置。开展不同翼型厚度和来流马赫数下的桨涡干扰噪声分析可以为进一步了解并控制直升机桨涡干扰噪声提供一定的参考。

在Re=3×10^6下，基于k—w SST两方程湍流模型对两种不同厚度的NREL风力机专用翼型进行了数值模拟，重点研究了-5°～15°攻角下不同厚度对翼型气动特性的影响规律。非定常计算结果表明：不同厚度对翼型气动性能影响显著，在某一小攻角范围，较小厚度值可获得较大升阻比，在大攻角翼型发生失速时，较大厚度值可提高翼型的升阻比，拓宽高升阻比的攻角范围，有效改善翼型的分离流动特性。