在雷诺数低于44×103的情况下，利用实验方法和离散元方法研究仿生翼型的流动物理特性

《ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING》：Flow Physics of Bio-inspired Airfoils Using Experimental and DES Methods at Reynolds Numbers Below 44?×?103

比较猫头鹰、鹰及常规翼型在低雷诺数下的流动特性，发现猫头鹰翼型湍流更少、降噪显著，近尾流结构更优，但远尾流性能优于NACA 0012。实验采用DES和烟流可视化，涵盖21.5-43.5×103雷诺数及多攻角工况。

　　

摘要

在低雷诺数下研究不同的翼型至关重要，因为它们有广泛的应用领域，例如风力涡轮机、潮汐涡轮机、无人机、对噪音敏感的无人机以及小型空中和水下交通工具。本研究重点比较了猫头鹰翼型（以其安静的飞行而闻名）与传统翼型以及鹰翼型（以其嘈杂的飞行而闻名）周围的流动特性。采用分离涡模拟（DES）和烟雾流动可视化技术来分析四种翼型（猫头鹰翼型、鹰翼型、NACA 0012和NACA 4412）周围的流场。实验在基于弦长的雷诺数21.5×10^3、32.5×10^3和43.5×10^3下进行，涵盖了不同的攻角。风洞测试结果显示，在低雷诺数下，猫头鹰翼型经历的湍流现象（如流动分离）明显较少。这种湍流的减少与滑翔飞行时产生的空气动力噪声较低有关。此外，在攻角为4°和8°时，猫头鹰翼型的上表面流动更为附着。另外，DES模拟表明，猫头鹰翼型的近尾流湍流结构更为有利，而在远尾流中，NACA 0012翼型的表现更好。