定常黏性外流气动力分量的同源性及流场断层扫描诊断原理

简介

减阻是空气动力学的基本任务之一。传统流场诊断和减阻方案基于线性分解、各个击破和线性叠加的思路。最近的研究表明:对于给定构型与流动条件的定常绕流，型阻和诱导阻力不是纯数而是尾流截面位置的函数，而且目前广泛采用的诱导阻力公式仅适用于简单附着流。基于这些认识，证明了升力、型阻和诱导阻力在物理上是同源的，可分别定义为Lamb矢量的体积分或其矩的面积分;面对真实的复杂流场，提出了采用Lamb矢量场在一族流场截面上的性状来定义和诊断升力、阻力各分量的技术原理，作为对传统方法的扬弃。以大攻角三角翼流场为例，采用该原理判明了气动力分量对应的流动结构，指出三角翼尾部的二次涡产生负升力和型阻峰值。该结构可以根据边界涡量动力学溯源到局部壁面区域，从而提出了增加升阻比的概念性优化方案。