摘要
本研究通过实验和数值方法综合确定了装备有活动翼片(canards)的船体前部的空气动力学特性(升力)。实验在Vlatacom研究所定制的亚音速风洞中进行,Nominal自由流速度为32 m/s(马赫数M = 0.09)。翼片所受的空气动力载荷通过专门设计的一分量力平衡仪进行测量,而自由流特性则通过安装在全尺寸几何模型上的经过校准的皮托-普朗特(Pitot–Prandtl)探头获得。在数值模拟方面,使用ANSYS Fluent软件和k-ω SST湍流模型进行了RANS(雷诺平均纳维-斯托克斯)仿真。考虑了两种几何模型:(a) 高保真配置,明确模拟了翼片与船体前部之间的物理间隙;(b) 去除了间隙的简化配置。边界条件、雷诺数和工作参数均与风洞实验条件相匹配,以实现严格的对比。研究特别关注几何简化对预测升力特性的影响。在所研究的攻角范围内,考虑间隙的模型能够在约10%的误差范围内再现实验测得的升力曲线,符合常规的空气动力学验证标准。结果不仅证明了所采用的RANS方法在处理工程应用中常见的三维分离流问题时的有效性,也验证了实验测量系统的可靠性。


