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仿生非光滑表面的低速风洞对比实验
Experiment about drag reduction of bionic roughened
张世村 韩志武 任露泉 田丽梅
摘要
自然界中生存的生物其表面具有非光滑结构，这种结构与减阻密切相关。模仿这些生物表面非光滑结构，在旋成体上加工非光滑结构，形成仿生非光滑表面。本文试验采用正交试验的方法，采用六因素三水平的正交试验设计方案，目的在于用最少的试验模型、试验次数能够得到尽可能多的试验数据。对仿生非光滑表面在不同的试验因素、以及不同的试验水平之下，在空气介质中的减阻特性作一个探索性的研究。以减阻率为试验指标，分析仿生非光滑表面的非光滑形态、非光滑单元在旋成钝体上的布置位置、排列方式、非光滑单元尺寸的大小在不同的风速下，对旋成钝体模型减阻率的影响规律。根据方差分析法，得到了影响仿生非光滑表面旋成钝体减阻效果的主次因素及最优组合。也就是说，在风速为44m/s，非光滑结构布置在模型的尾部，采用棱纹形非光滑形态，非光滑单元的结构尺寸为直径/宽度为1mm，深度/高度为0.5mm，采用矩形排列方式时，此时的减阻效果应该最好，在这种最优组合的情况下，仿生非光滑表面模型减阻效果的置信区间为（12.99%，183.93%），且置信度为90％。
关键词
非光滑结构/减阻/正交试验/低速风洞Key words
roughened structure/drag reduction/orthogonal experiment/low speed wind tunnel引用本文复制引用
学科分类
航空、航天(航空)