Influence of Forward-Swept Wing on Aerodynamic Performances and Vortex Shedding

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Project title

Code/計畫編號

NSC95-2221-E019-016

Translated Name/計畫中文名

前掠翼機翼的流場特性對氣動力性能及渦漩流逸影響之研究

Project Coordinator/計畫主持人

Shun-Chang Yen

Funding Organization/主管機關

National Science and Technology Council

Department/Unit

Department of Mechanical and Mechatronic Engineering

Website

https://www.grb.gov.tw/search/planDetail?id=1310956

Year

2006

Start date/計畫起

01-08-2006

Expected Completion/計畫迄

01-07-2007

Bugetid/研究經費

538千元

ResearchField/研究領域

太空科技

" 本計劃書擬議一個系統性的實驗方法，探討不同前掠角下的NACA 0012 機翼之流場特徵模態及尾流區流場的動態特性，並研究它們對氣動力性能的影響。申請者藉由上一年度的國科會補助計畫，進行以雷諾數和攻角為主的參數，探討不同後掠角度的旋臂後掠翼研究。發現後掠翼的優點：垂直於機翼前緣的流速將會小於飛機的飛行速度，使機翼產生震波的臨界馬赫數(Critical mach number)較平直翼時大，用以降低超音速飛行帶來的負面影響。但其翼尖失速進入機頭上仰(pitch up)的現象，則是一個令人擔憂的特性。因此，預期如能將後掠翼優點保留，並能讓氣流導引到機身內側，使得飛機失速由機身內側開始失速，克服後掠翼翼尖失速的缺點。這樣的設計剛好符合前掠翼機翼的特點，可確保在高攻角狀態下，機翼滾轉(Roll)及偏航(Yaw)的穩定性。計劃過程中，將不同前掠角度的機翼架設於風洞中，在變化雷諾數與攻角的配置下，使用煙線流場可視化技術、拓樸學結構應用、表面油膜流場觀察、熱線風速儀、質點影像速度儀、機翼負荷感測及表面壓力分布量測等交互應用，探討前掠翼的物理特性。煙線流場可視化技術將用來觀測不同狀態下巨觀的流體行為，並將拓樸理論學說應用於流場結構的分析，藉此可正確清楚描繪出流場的複雜結構。表面油膜流的技術用來觀察吸力側表面流的行為，並藉由六力平衡儀量測氣動力性能，可將升、阻力及力矩的變化與表面流的行為做詳細的討論。以熱線探針來偵測剪流層的不穩定性，以及尾流區漩渦流逸的頻率特性及高低頻之間的關聯性。使用質點影像速度儀以定量方式，將與量測時間相關的非穩態流場之衍化過程，及剪流層與漩渦尾流之交互作用，作詳細的探討。可以預期的，藉由本計劃將可探尋NACA-0012 機翼在不同操作狀態下，雷諾數和前掠角與攻角三種參數之間的相關性，以及與氣動力行為的交互作用，並瞭解可能的控制參數。 "

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Influence of Forward-Swept Wing on Aerodynamic Performances and Vortex Shedding

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