● 摘要
自70年代NASA兰利研究中心发现具有顺流向微小沟槽的表面能有效地降低壁面摩擦阻力，之后至今沟槽减阻一直是湍流减阻技术中的研究焦点。本文致力于沟槽减阻在工程上的应用问题，受粗糙度模化方法的启发，结合现有实验数据完成基于k-w SST湍流模型沟槽面几何尺寸到壁面边界w值的模化研究；并完成C919翼身组合体巡航构型表面沟槽面减阻的具体设计方案，获得了可观的减阻效果。
首先总结国内外学者的研究工作，得出沟槽面减阻机理主要表现为近壁区平均速度剖面对数区的上移与雷诺应力的减小，这也作为本文模化沟槽面的技术指标；另外，不同沟槽几何构型最优减阻尺寸h+都处于10~15范围内，且不受雷诺数Re因素的影响，这也使得本文模化方法得以简化。
进而通过深入分析k-w SST湍流模型近壁区w值的作用效果发现，增加粘性底层的w值可使近壁区湍动能k、雷诺应力、湍流粘度nT减小，这种对近壁区流动特性的改变与真实沟槽面一致；以经典的对称V（h=s）型沟槽减阻实验数据为基础，通过引入减阻效果影响因子——压力梯度与偏航角，建立复杂流动条件下沟槽面几何尺寸到壁面w值的模化函数方程，增强了模化沟槽面的工程应用性，通过与实验结果对比，验证了本文模化沟槽面可以达到与真实沟槽面相同的减阻效果，并给出沟槽减阻在工程实践中的设计与评估方法。’v’>
最后针对C919翼身组合体巡航构型，给出其表面沟槽分布总体设计方案，包括沟槽面分布区域设计、分布方向设计、分布尺寸设计；采用本文沟槽面模化方法对减阻方案进行数值模拟，计算结果表明减阻效果可达到2%~3%，随巡航迎角的增加而下降，同时升力增加2.5%~3%，升阻比增加4.5%~6%；利用沟槽面减阻计算结果，对起飞总量65~75t的C919巡航构型进行减阻评估，得到3.07%~3.30%的减阻效果。
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