一种风洞试验转捩带附加阻力修正方法与流程

1.本发明属于风洞试验领域，具体涉及一种风洞试验转捩带附加阻力的修正方法。


背景技术：

2.固定转捩试验，通过对缩比模型表面边界层的强制转捩，实现对全尺寸飞行器表面边界层转捩位置及边界层结构的模拟，使流动模拟更逼真，试验结果更为准确。但是，在固定转捩试验结果的零升阻力中，包含了层流和湍流边界层摩擦阻不同的影响量与转捩带的附加阻力，扣除转捩带附加阻力后的试验结果才是更为准确。国内外高低速风洞固定转捩试验，只给出了转捩带粘贴前后飞行器缩比模型的零升阻力差异，并认为该差异是转捩带的影响，未将边界层结构不同和转捩带附加阻力辨识区分开，不够准确。


技术实现要素：

3.基于以上问题，本发明提供一种风洞试验转捩带附加阻力的修正方法，可对不同转捩带厚度附加阻力进行修正，还可以对相同转捩带厚度不同风洞试验雷诺数的附加阻力进行修正。
4.本发明所采用的技术方案如下：一种风洞试验转捩带附加阻力的修正方法，步骤如下：
5.步骤1、建立各雷诺数下零升阻力系数随转捩带厚度h的线性拟合公式，如下：
6.c
x0
(h)＝k(re)
×
h+b(re)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
7.其中，c
x0
(h)为不同转捩带厚度h时的零升阻力系数；
8.步骤2、建立k(re)随横坐标0.1lgre的二次多项式拟合公式，如下：
9.k(re)＝a
×
(0.1lgre)2+b
×
(0.1lgre)+c
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
10.其中，a、b、c为常数；
11.步骤3、建立b(re)随横坐标0.1lgre的二次多项式拟合公式，如下：
12.b(re)＝d
×
(0.1lgre)2+e
×
(0.1lgre)+f
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
13.其中，d、e、f为常数；
14.步骤4、将公式(2)和(3)带入公式(1)，并计算出某一试验雷诺数下，转捩带厚度分别为h和h＝0时零升阻力系数，并做差，即获得了转捩带附加阻力修正量δc
x0
，公式如下：
15.δc
x0
＝c
x0
(h)-c
x0
(h＝0)＝(a
×
(0.1lgre)2+b
×
(0.1lgre)+c)
×hꢀꢀꢀꢀ
(4)。
16.本发明的优点及有益效果：本发明可用于低速常规和高/变雷诺数固定转捩试验的转捩带附加阻力修正，能够获取更为准确的风洞试验缩比模型的阻力结果。
附图说明
17.图1为不同转捩带厚度和试验雷诺数下的飞行器模型零升阻力系数图；
18.图2为转捩带厚度分别为0.2mm、0.25mm和0.3mm时，飞行器缩比模型零升阻力系数随雷诺数的变化规律，为图1的二维形式；
19.图3为雷诺数分别为2百万、4百万、6百万和8百万时，飞行器缩比模型零升阻力系数随转捩带厚度的变化规律图；
20.图4为零升阻力系数随转捩带厚度h的线性拟合公式斜率k(re)随雷诺数的变化规律图；
21.图5为零升阻力系数随转捩带厚度h的线性拟合公式截距b(re)随雷诺数的变化规律图；
22.图6转捩带附加阻力修正前后的零升阻力系数随雷诺数变化规律图。
具体实施方式
23.下面根据说明书附图举例对本发明做进一步的说明：
24.实施例1
25.一种风洞试验转捩带附加阻力的修正方法，步骤如下：
26.步骤1、如图3所示，建立各雷诺数下零升阻力系数随转捩带厚度h的线性拟合公式，如下：
27.c
x0
(h)＝k(re)
×
h+b(re)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
28.其中，c
x0
(h)为不同转捩带厚度h时的零升阻力系数。
29.步骤2、如图4所示，建立k(re)随横坐标0.1lgre的二次多项式拟合公式，如下：
30.k(re)＝a
×
(0.1lgre)2+b
×
(0.1lgre)+c
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
31.其中，a、b、c为常数。
32.步骤3、如图5所示，建立b(re)随横坐标0.1lgre的二次多项式拟合公式，如下：
33.b(re)＝d
×
(0.1lgre)2+e
×
(0.1lgre)+f
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
34.其中，d、e、f为常数。
35.步骤4、将公式(2)和(3)带入公式(1)，并计算出某一试验雷诺数下，转捩带厚度分别为h和h＝0时零升阻力系数，并做差，即获得了转捩带附加阻力修正量δc
x0
，公式如下：
36.δc
x0
＝c
x0
(h)-c
x0
(h＝0)＝(a
×
(0.1lgre)2+b
×
(0.1lgre)+c)
×hꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
37.本发明对于自由转捩，高雷诺数时的飞行器模型表面边界层转捩位置和厚度与飞行器实物飞行雷诺数的一致性较高，其零升阻力系数比较真实。对于转捩带厚度一定的固定转捩变雷诺数试验，因模型表面边界层厚度随雷诺数增大而减小，导致转捩带的附加阻力随雷诺数增大而增加。图6中，高雷诺数时修正转捩带附加阻力后的飞行器零升阻力系数与自由转捩试验结果具有很高的一致性，表明了本修正方法的合理性和准确性。


技术特征：
1.一种风洞试验转捩带附加阻力的修正方法，其特征在于，方法步骤如下：步骤1、建立各雷诺数下零升阻力系数随转捩带厚度h的线性拟合公式，如下：c
x0
(h)＝k(re)
×
h+b(re)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)其中，c
x0
(h)为不同转捩带厚度h时的零升阻力系数；步骤2、建立k(re)随横坐标0.1lgre的二次多项式拟合公式，如下：k(re)＝a
×
(0.1lgre)2+b
×
(0.1lgre)+c
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)其中，a、b、c为常数；步骤3、建立b(re)随横坐标0.1lgre的二次多项式拟合公式，如下：b(re)＝d
×
(0.1lgre)2+e
×
(0.1lgre)+f
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)其中，d、e、f为常数；步骤4、将公式(2)和(3)带入公式(1)，并计算出某一试验雷诺数下，转捩带厚度分别为h和h＝0时零升阻力系数，并做差，即获得了转捩带附加阻力修正量δc
x0
，公式如下：δc
x0
＝c
x0
(h)-c
x0
(h＝0)＝(a
×
(0.1lgre)2+b
×
(0.1lgre)+c)
×
h
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)。

技术总结
本发明公开一种风洞试验转捩带附加阻力的修正方法，属于风洞试验领域，通过不同转捩带厚度的变雷诺数测力试验，获取不同转捩带厚度和试验雷诺数产生的飞行器缩比模型零升阻力系数。通过建立与转捩带厚度和试验雷诺数相关的转捩带附加阻力修正公式，对转捩带的附加阻力进行修正，获得更为准确的试验结果。本发明可用于低速常规和高/变雷诺数固定转捩试验的转捩带附加阻力修正，能够获取更为准确的风洞试验缩比模型的阻力结果。洞试验缩比模型的阻力结果。洞试验缩比模型的阻力结果。


技术研发人员：焦仁山 陈文军 关炳南 姚翔宇 蒋经凯 杨威东 刘明远
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司哈尔滨空气动力研究所
技术研发日：2022.07.22
技术公布日：2022/11/22