● 摘要
微吹技术（Micro-Blowing Technique，MBT）是针对表面摩擦减阻而发展起来的一种湍流边界层控制的减阻新技术，一系列的实验研究表明，微吹能很大程度的减小表面摩擦阻力，因此在国防和民用技术中均有广阔的应用前景。关于MBT技术的数值模拟尚处于起步阶段，对简化后的微孔模型进行数值模拟，虽然计算结果与实验结果有较大的差异，但具有相同的变化趋势，可在细观上一定程度地揭示微吹技术的减阻机制。但已有的相关数值研究均是在无压力梯度环境下开展的，而在有压力梯度下微吹的减阻规律是否与无压力梯度保持一致这一论题尚无研究。本文选用商业CFD软件FLUENT，对简化后的微孔模型“四排微孔”结合平板绕流进行数值模拟，详细的分析了微吹的减阻规律。
论文首先模拟了无压力梯度绕流下不同的主流马赫数、不同吹气分数的微吹效应，根据计算结果分析了无压力梯度绕流下微吹/绕流混合流场区的压力分布、边界层底层的速度型分布、微管道内的压力分布以及混合区固壁的表面摩擦系数分布的规律，最后给出了微吹在不同参数下的微吹总减阻率。研究结果表明：微吹能有效的减小壁面摩擦阻力，随着吹气分数F的增大，减阻率愈大，在吹气分数为0.03时，微吹减阻率高达45.86%，且随着马赫数的增大，这一减阻率也会提高。
在上述工作的基础上，随后分别模拟了逆压梯度为3000、2000与顺压梯度为-3000、-2000的绕流下的微吹效应，根据计算结果对逆压、顺压与无压力梯度的微吹/绕流混合流场区的流场特性进行了对比，分析逆压与顺压对微吹减阻的影响；然后再分别对逆压与顺压下不同梯度值之间进行了对比，分析压力梯度值对微吹减阻的影响。研究结果表明：当绕流场为逆压时，能促使微管道内的驻涡结构变小，能有效的提高微吹减阻率，且逆压梯度越大，减阻越大，在吹气分数为F=0.03时逆压梯度3000下的微吹减阻率为52.36%，相对于无压力梯度下的45.86%的减阻率，多减阻了6.5%；而顺压则很不利于微吹减阻，顺压梯度越大，减阻越小，在吹气分数为F=0.03时顺压梯度-3000下的微吹减阻率为35.02%，相对于无压力梯度少减阻了10.84%
论文最后简要的介绍了李舰创建的微孔隙吹吸流动系统模型，并以马赫数Ma和吹气分数F作为控制参数，利用大量数值模拟计算的结果对该模型的修正系数进行了标定。计算结果表明微管道内的驻涡结构对修正系数的变化影响较大，在有驻涡结构时，随着吹气分数的微小改变，修正系数会发生较大改变，在驻涡结构消失后，修正系数的变化十分缓慢且平稳。根据这一特性，本文提出了分段标定修正系数经验表达式的观点，以吹气分数F=0.008为临界点，吹气分数F<0.008与F>0.008时，修正系数的经验表达式不同。
关键词：微吹技术；流动控制；微吹减阻率；数值模拟；修正系数标定
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