留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

低雷诺数效应对0.6m连续式风洞性能影响

熊波 程松 罗新福 周恩民

熊波, 程松, 罗新福, 等. 低雷诺数效应对0.6m连续式风洞性能影响[J]. 实验流体力学, 2017, 31(1): 87-92,99. doi: 10.11729/syltlx20160079
引用本文: 熊波, 程松, 罗新福, 等. 低雷诺数效应对0.6m连续式风洞性能影响[J]. 实验流体力学, 2017, 31(1): 87-92,99. doi: 10.11729/syltlx20160079
Xiong Bo, Cheng Song, Luo Xinfu, et al. Effects of low Reynolds number on performance of 0.6m continuous wind tunnel[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2017, 31(1): 87-92,99. doi: 10.11729/syltlx20160079
Citation: Xiong Bo, Cheng Song, Luo Xinfu, et al. Effects of low Reynolds number on performance of 0.6m continuous wind tunnel[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2017, 31(1): 87-92,99. doi: 10.11729/syltlx20160079

低雷诺数效应对0.6m连续式风洞性能影响

doi: 10.11729/syltlx20160079
详细信息
    通讯作者:

    熊波(1980-),男,四川仁寿人,工程师。研究方向:风洞流场调试。通信地址:四川省绵阳市中国空气动力研究与发展中心(621000)。E-mail:6643807@qq.com

  • 中图分类号: V211.74

Effects of low Reynolds number on performance of 0.6m continuous wind tunnel

  • 摘要: 风洞试验中通常采用降低运行总压的方法来扩大风洞雷诺数模拟的下边界。同常压试验相比,在低雷诺数条件下,风洞流场是否存在明显变化,风洞流场品质是否满足指标要求,直接影响风洞试验数据的精准度。为了研究低雷诺数效应对0.6m连续式跨声速风洞性能(包括轴流式压缩机性能、总压及马赫数控制精度、流场均匀性)的影响,调试人员在0.6m连续式跨声速风洞中开展了大量相关试验,本文在对试验结果进行整理、分析的基础上,给出了Re对风洞性能的影响。结果表明:(1)Re对压缩机性能、总压控制精度、马赫数控制精度、流场均匀性都有明显影响,当Rec<5×105c=0.1√A)时,雷诺数效应明显,且Re越小,影响越大。(2)0.6m连续式跨声速风洞能够真实、准确反映Re对风洞流场性能和测力试验数据的影响规律,是开展高空低雷诺数飞行器、翼型、发动机等性能研究的理想地面模拟试验平台。
  • 图  1  0.6m连续式跨声速风洞轮廓图

    Figure  1.  Sketch of the 0.6m continuous wind tunnel

    图  2  轴流式压缩机

    Figure  2.  Picture of the axial flow compressor

    图  3  离心式压缩机

    Figure  3.  Picture of the centrifugal compressor

    图  4  试验结果

    Figure  4.  Results of the tests

    图  5  不同Re翼型流线分布图

    Figure  5.  Streamline distribution of the airfoil flow at different Reynolds numbers

    图  6  理论计算结果

    Figure  6.  Theoretical calculation results

    图  7  Re对压比的影响

    Figure  7.  Effect of Reynolds number on the pressure ratio

    图  8  Re对损失系数的影响

    Figure  8.  Effect of Reynolds number on the coefficient of loss

    图  9  Re对压缩机出口总压系数分布均方根偏差的影响(c=0.1$\sqrt{A2}$)

    Figure  9.  Effect of Reynolds number on the standard deviation of the stagnation pressure coefficient in the compressor exit(c=0.1$\sqrt{A2}$)

    图  10  p0=100kPa,速度分布

    Figure  10.  Velocity distribution (p0=100kPa)

    图  11  p0=20kPa,速度分布

    Figure  11.  Velocity distribution (p0=20kPa)

    图  12  总压系数随时间变化曲线

    Figure  12.  The curves of coefficient of the stagnation pressure with time

    图  13  Re对总压控制精度影响曲线

    Figure  13.  The curves of effect of Reynolds number on the stagnation pressure control precision

    图  14  Re对马赫数控制精度影响曲线

    Figure  14.  The curves of effect of Reynolds number on the Mach number control precision

    图  15  ReMa均匀性的影响

    Figure  15.  Effect of Reynolds number on the Mach number uniformity

    图  16  ReCLα的影响

    Figure  16.  Effect of Reynolds number on the CLα

    图  17  ReCD0的影响

    Figure  17.  Effect of Reynolds number on the CD0

    图  18  ReCMCL的影响

    Figure  18.  Effect of Reynolds number on the CMCL

    表  1  流场校测结果(p0=20kPa)

    Table  1.   The results of the flow field calibration(p0=20kPa)


    Ma
    平均
    总压/kPa
    总压
    控制精度
    Ma
    控制精度
    模型区
    均方根偏差
    0.220.07560.07%0.00300.0019
    0.320.05070.08%0.00240.0015
    0.420.05080.07%0.00160.0015
    0.520.05100.10%0.00150.0013
    0.620.04810.08%0.0018 0.0013
    0.720.07540.07%0.00100.0016
    0.820.09260.10%0.00140.0018
    0.920.05010.08%0.00140.0021
    1.020.03730.08%0.00110.0027
    1.120.04070.10%0.00090.0090
    1.220.08320.09%0.00130.0110
    1.320.09640.09%0.00180.0078
    1.420.05000.10%0.00100.0104
    下载: 导出CSV
  • [1] 恽起麟. 实验空气动力学[M]. 北京: 国防工业出版社, 1991: 6-12.
    [2] 钟世东, 吴军强, 魏志, 等. 2.4米跨声速风洞Re模拟能力及应用[J]. 实验流体力学, 2008, 22 (4): 76-79.

    Zhong S D, Wu J Q, Wei Z, et al. Reynolds number variation capability and applications of 2.4m transonic wind tunnel[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2008, 22 (4): 76-79.
    [3] 叶建, 邹正平, 陆利蓬, 等. 低雷诺数下翼型前缘流动分离机制的研究[J]. 北京航空航天大学学报, 2004, 30 (8): 693-697. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-BJHK200408000.htm

    Ye J, Zou Z P, Lu L P, et al. Investigation of separation mechanism for airfoil leading edge flow at low Reynolds number[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2004, 30 (8): 693-697. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-BJHK200408000.htm
    [4] 孙有田, 田义宏, 邵锦文. 低雷诺数弯曲叶片流场数值模拟研究[J]. 战术导弹技术, 2007, (4): 31-36. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZSDD200704007.htm

    Sun Y T, Tian Y H, Shao J W. Fluid numerical simulation of low Reynolds number on bowed blade[J]. Tactical M issile Technology, 2007, (4): 31-36. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZSDD200704007.htm
    [5] 王英锋, 胡俊. 雷诺数对轴流压气机稳定性的影响[J]. 航空动力学报, 2004, (2): 69-73. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HKDI200401014.htm

    Wang Y F, Hu J. The effects of Reynolds number on the stability of axial compressor[J]. Journal of Aerospace Power, 2004, (2): 69-73. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HKDI200401014.htm
    [6] 王英锋, 胡俊. 雷诺数对轴流风扇/压气机性能和稳定性的影响[J]. 南京航空航天大学学报, 2004, (4): 145-149. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-NJHK200402001.htm

    Wang Y F, Hu J. Effects of Reynolds number on performance and stability of axial fans/compressor[J]. Journal of Nanjing University of Aeronautics&Astronautics, 2004, (4): 145- 149. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-NJHK200402001.htm
    [7] 温泉, 梁德旺, 李逢春, 等. 雷诺数效应对小流量多级轴流压气机的性能影响[J]. 航空动力学报, 2004, (1): 81-88. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HKDI200401016.htm

    Wen Q, Liang D W, Li F C, et al. Effects of Reynolds number in a small multistage axial flow compressor[J]. Journal of Aerospace Power, 2004, (1): 81-88. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HKDI200401016.htm
    [8] 唐海龙, 朱之丽, 罗安阳, 等. 低Re对某小型涡扇发动机性能影响[J]. 北京航空航天大学学报, 2005, (3): 303-306.

    Tang H L, Zhu Z L, Luo A Y, et al. Analysis of effects of low Reynold's number on small turbofan engine[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2005, (3): 303-306.
    [9] 伊进宝, 乔渭阳, 王占学. 低雷诺数涡轮叶栅损失的实验与数值模拟研究[J]. 西北工业大学学报, 2004, 22 (5): 550-553. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XBGD200405002.htm

    Yi J B, Qiao W Y, Wang Z X. Experimental and numerical investigation of loss inturbine cascade with low Reynolds number[J]. Journal of Northwestern Polytechnical University, 2004, 22 (5): 550-553. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XBGD200405002.htm
    [10] 李超俊, 余文龙. 轴流压缩机原理与气动设计[M]. 北京: 机械工业出版社出版, 1986: 71-74.

    Li C J, Yu W L. Axial compressor principle and aerodynamic design[M]. Beijing: China Machine Press, 1986: 71-74.
    [11] 王松涛, 刘勋, 周逊, 等. 低压涡轮低雷诺数条件下气动性能分析[J]. 汽轮机技术, 2011, (10): 324-327. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QLJV201105003.htm

    Wang S T, Liu X, Zhou X, et al. Aerodynamic performance analysis of low pressure turbine at low Reynolds numbers[J]. Turbing Technology, 2011, (10): 324-327. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QLJV201105003.htm
    [12] 霍磊, 刘火星. 低雷诺数下离心压气机性能及流动影响的数值研究[J]. 航空动力学报, 2013, 28 (4): 911-919. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HKDI201304028.htm

    Huo L, Liu H X. Numerical analysis of centrifugal compressor performance and flow at low Reynolds numbers[J]. Journal of Aerospace Power, 2013, 28 (4): 911-919. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HKDI201304028.htm
    [13] 国防科学技术工业委员会. GJB1179-91 高速风洞和低速风洞流场品质规范[S]. 北京: 国防科工委军标出版社, 1992.

    Technology and Industry for National Defense of China. Specification for flow quality of high and low speed wind tunnels[S]. Beijing: The Military Standard Press of Technology and Industry for National Defense, 1992.
    [14] 程厚梅. 风洞试验干扰与修正[M]. 北京: 国防工业出版社, 2003: 282-285, 301-305.

    Cheng H M. Disturbance and correction of wind tunnel experiment[M]. Beijing: National Defense Industry Press, 2003: 282-285, 301-305.
  • 加载中
图(18) / 表(1)
计量
  • 文章访问数:  212
  • HTML全文浏览量:  101
  • PDF下载量:  8
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2016-05-16
  • 修回日期:  2016-11-02
  • 刊出日期:  2017-02-25

目录

    /

    返回文章
    返回

    重要公告

    www.syltlx.com是《实验流体力学》期刊唯一官方网站,其他皆为仿冒。请注意识别。

    《实验流体力学》期刊不收取任何费用。如有组织或个人以我刊名义向作者、读者收取费用,皆为假冒。

    相关真实信息均印刷于《实验流体力学》纸刊。如有任何疑问,请先行致电编辑部咨询并确认,以避免损失。编辑部电话0816-2463376,2463374,2463373。

    请广大读者、作者相互转告,广为宣传!

    感谢大家对《实验流体力学》的支持与厚爱,欢迎继续关注我刊!


    《实验流体力学》编辑部

    2021年8月13日