论文摘要：应用于大型客机的微吹/吸流动减阻技术（MBST）的数值研究

微吹/吸技术（Micro-Blowing/Suction Technique，MBST）由NASA格伦中心的Hwang于1993年提出，其思路源于翼型的吹/吸气控制技术，区别于传统的吹/吸气控制，微孔壁的微孔直径约为0.1至0.3mm，远小于边界层厚度，所需的吸气量相对于边界层的平均流量仅为10-3~10-2量级。现有的实验和数值研究均集中在微吹技术上，而湍流边界层微吸流动控制技术尚无得到研究。本文基于RAE2822超临界翼型开展湍流边界层微孔蒙皮吹气、吸气及吹/吸气组合的流动控制方案的研究，并且在数值方法上采用微孔壁孔隙流动模型模拟了真实微孔蒙皮的吹吸气作用。

文章首先对二维RAE2822超临界翼型微吹流动控制的数值实验，发现微吹不仅可减小摩擦阻力，同时也改变壁面的压力分布。对于摩擦阻力，微吹蒙皮面积、近壁面流动切向速度以及吹气分数的数值越大，摩擦阻力的减量越大。对于压差阻力，微吹在微吹蒙皮前端可诱导出高压区；而在后端导致低压区；当上翼面出现激波时，微吹可引起激波位置前移，在原激波位置处出现高压区。如何控制微吹诱导的高压区和低压区在翼型表面的位置将决定压差阻力的变化。无激波时，将微吹蒙皮布置在下翼面后缘20%弦长区域，可将微吹形成的前缘高压区主要限制在下翼面压差阻力沿流向向前的区域，数值结果显示该方案可令总阻力下降16%以上，升力增大18%以上。

随后对RAE2822超临界翼型作了单纯微吸控制的研究，结果发现微吸技术的减阻原理与微吹技术相似，但是所不同的是微吸诱导产生的高压区出现在蒙皮后端，诱导的低压区则出现在蒙皮前端，且微吸技术会增加微孔蒙皮处的摩擦阻力，以上三点与微吹技术恰恰相反。最后，本文提出了超临界翼型微吹/吸（Micro-Blowing/Suction Technique，MBST）组合的流动控制方案。该方案下，翼型总体的升力可以增加20%以上而阻力减小15%以上。

最后，基于对二维翼型的研究结果和所得的微孔蒙皮布局方案，开展了针对三维机翼的微吹流动减阻的探索性研究，在翼型下翼面后缘20%弦长区域布置微吹蒙皮，并调整吹气分数，得出了三维机翼的整体计算结果。数据表明，在三维机翼的情况下，微吹依旧保持了在二维翼型上所发现的特性，使得三维机翼也能得到显著的减阻和增升效果。因此，通过本文的研究，给出了微吹/吸流动的减阻规律，若能合理利用该规律可以将其成为一种有效的增升减阻流动控制方案，并应用于大型民用客机。

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