上游粗糙元对叶片根部马蹄涡的影响

摘要

为了消弱叶片根部马蹄涡的强度，提出一种无需额外消耗能量的被动控制手段，在简化了的叶片一平板结构的上游某位置布置一组粗糙元。利用fluent软件采用k-oJSST湍流模型和SIM．PLE算法，数值模拟了不同摆放位置及高度的粗糙元对叶片根部马蹄涡的影响。结果显示任何一种粗糙元都能不同程度地削弱马蹄涡系，放置在距离叶片根部d／T=1（d为粗糙元距叶片前缘距离，丁为翼型最大厚度）处且高度hiT=1／20（h为粗糙元的高度）的粗糙元，在粗糙元后的流动结构与流向涡的空间尺度以及主马蹄涡涡量的综合控制效果较好；另外，相对较高的粗糙元对主马蹄涡控制效果来说是有利的，但会使叶身两侧的流向马蹄涡涡腿远离叶身。