脱体涡

王朝百科·作者佚名  2010-07-15  
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脱体涡(trapped vortex)

形成机理

脱体涡
脱体涡的破裂

脱体涡是涡旋的一种,是由于机翼上下翼面的压差,导致流体的横向流动,与流体相对机翼的纵向移动在脱离机翼后所合成的螺旋状流动。脱体涡的形式与机翼迎角和空速有密切联系,当机翼迎角增大,由于上下翼面压差增大,脱体涡强度会增加,但是在迎角增大到某一程度,脱体涡会突变为非对称,甚至破裂。

研究与应用

脱体涡
脱体涡在鸭式布局中的应用

脱体涡属于非定常大迎角空气动力学研究的范畴,其研究曾使用过广义的偶极子网格法、Euler方程法及N-S方程法。但是,目前对于35度迎角以上的脱体涡研究,特别是对于非对称突变与破裂,基本没有完善的理论体系,在实际工作中仍主要由风洞吹风试验得出结论。

脱体涡在20世纪70年代开始,广泛用于飞行器产生涡升力,其最为典型的应用即鸭式布局,其通过鸭式前翼产生的脱体涡与主翼的附体涡形成有利干扰,改善主翼的流场,增加主翼升力,延迟涡破裂,提高飞机气动性能。

展望

目前的飞机都只实现了非线性涡升力,对脱体涡的非对称及破裂的研究与应用基本空白,现在研究的方向是利用脱体涡非对称突变的特性,增加飞机航向机动性,使飞机机头瞬间水平指向成为可能,届时,飞机将拥有3轴超机动性。

 
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