题目：旋成体表面流动控制

本文围绕沟槽表面及其分布对于旋成体绕流的影响，主要进行了以下三个方面研究工作：通过风洞测力试验，测试了将微型沟槽结构应用旋成体时表面时的减阻效果及其升、阻力攻角特性。结果表明，在本文所述实验条件下，采用沟槽表面，得到了最大12.8%的阻力减小量以及8.4%的升力增加效果。并且随着攻角增大，其减阻增升效果大致呈非线性增大。采用氢气泡流场显示技术，观测了光滑表面旋成体以及四种具有不同微型沟槽结构分布形式的非光滑表面旋成体的流场分布特点。试验结果表明沟槽表面对旋成体附面层的增厚、转捩以及分离都有抑制作用，并使大攻角下旋成体尾迹对于来流方向的变化不敏感。仅后1/3表面为沟槽表面也能影响到旋成体前部附面层的流动，同样只前1/3表面为沟槽表面也能影响到旋成体尾迹的流动。当旋成体后1/3表面为沟槽表面时，前部是否沟槽面对尾迹的影响不大。数值模拟发现，当介质为空气时，旋成体的圆柱表面全为沟槽表面或者仅后1/3表面为沟槽面可以带来显著的减阻效果，并使正攻角时的升力相应增加，其中仅后1/3表面为沟槽表的减阻效果最明显。仅前1/3表面为沟槽面或者前、后1/3表面同时为沟槽面虽然不能减小旋成体压差阻力，但却可以显著减小旋成体表面的粘性摩擦阻力。当介质为水时，采用旋成体主体圆柱表面全为沟槽面也能显著减小表面阻力并使正攻角下的升力有所提高。计算也表明，沟槽表面对于旋成体附面层的增厚以及分离都有抑制作用，并且当介质为空气时，仅后1/3表面为沟槽表的分布方案对附面层的抑制效果最明显。