水翼尾缘摆动建模与流体动力特性研究

摘要

摆动状态下的水翼广泛应用于直翼推进器、波浪能捕获和仿生推进等领域,其流体动力特性是装置设计过程中必须考虑的因素之一。本文对不同水翼摆角和不同来流速度下的水翼尾缘摆动的水动力特性进行仿真分析。首先建立了NACA0012经典翼型作为分析对象,随后采用多面体网格结合重叠网格技术得到了摆动水翼的流体动力学计算方法。在此基础上,对水翼尾缘在±20˚的摆动角度范围和1~10 m/s来流流速范围内的水动力特性进行了仿真分析。结果显示,随着摆动角度的增大,最大压力变化较小,最低压力逐渐增大,升力和阻力均增加,升力增加的速度逐渐减小,阻力增加的速度逐渐增大。随着来流速度的增大,最大压力和最小压力均有不同程度的增加,升力和阻力增大。