● 摘要
本文对圆柱/翼型干涉流场中翼型表面非定常压力进行了实验研究，实验的翼型包括两个NACA系列翼型（NACA0012和NACA0018）和两个风力机翼型（s809和s825），并利用雷诺平均N－S方程（RANS）方法对其干涉流场进行了非定常数值模拟。本文工作主要包含以下几方面：1. 对现有实验台进行了改进，以适应于新的实验需要。改进了实验段翼型、圆柱的安装方式；在尽可能减小传感器安装对翼型绕流的影响的前提下，合理布置传感器，成功解决了小弦长翼型表面压力传感器的安装问题；设计制作了压力传感器的供电系统。2. 对翼型不同攻角、圆柱不同位置工况下圆柱/翼型干涉流场中翼型表面非定常压力进行实验研究，研究结果表明：翼型表面压力频谱在圆柱涡脱落相关频率附近存在峰值，说明翼型表面压力与圆柱涡脱落存在一定相关性；卡门涡街与翼型的相互作用主要发生在翼型前缘；卡门涡街与翼型前缘的干涉强度与翼型攻角有关，前缘吸力面一侧的干涉强度随攻角的增大而先增后减，前缘压力面一侧的干涉强度在小攻角情形下随攻角增大而缓慢减小，至30°攻角后快速减小，不同翼型的具体变化过程存在一些差异；圆柱不同横向偏移位置情形下卡门涡街与翼型前缘的干涉强弱不同，偏移位置越大，卡门涡街与翼型前缘的相互作用越弱。3. 利用现有计算流体力学（CFD）程序对翼型不同攻角、圆柱不同位置情形下圆柱/NACA0012翼型干涉流场进行了非定常数值模拟。数值模拟捕捉到了卡门涡街与翼型的干涉过程，详细研究了翼型不同攻角、圆柱不同位置情形的卡门涡街与翼型干涉过程。数值模拟得到的翼型表面压力频谱与实验结果进行了对比分析，结果表明：雷诺平均N－S方程（RANS）方法对于需要考察动态压力的应用略显能力不足。