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申请/专利权人：中国航空工业集团公司哈尔滨空气动力研究所

摘要：本发明提供了一种确定翼型试验粗糙带模拟范围的方法，用于准确模拟风洞试验翼型表面粗糙带的位置，能够准确的展现出由于叶片展向位置和翼型几何形状差异导致的前缘污染范围的差异。方法步骤包括：1在风轮系统中，使用拉格朗日粒子跟踪法计算污染物的运动轨迹；2通过单位展长内撞击模型表面的质量通量，确定模型表面单位面积在单位时间上的污染物收集效率；3绘出翼型表面上污染物收集效率曲线；4给定污染收集效率截止阈以确定污染粗糙模拟范围，高于此值的范围为粗糙模拟范围。本发明可根据试验者对污染的接受程度来自由确定前缘污染粗糙模拟范围。

主权项：1.一种确定翼型试验粗糙带模拟范围的方法，其特征在于，方法步骤如下：1计算污染颗粒运动轨迹设污染颗粒最初相对于自由流速度是静止的，则污染物在计算模型系统内，初始速度是风速和叶片旋转速度的叠加；将初始速度在翼型前缘上游3～5倍的弦长位置赋值给污染颗粒，当污染颗粒靠近叶片时，当地速度的变化诱导产生阻力，从而改变了污染颗粒的运动轨迹，阻力的影响量由污染颗粒的运动方程确定： 其中：K＝2mρSrefc3其中，CD为污染颗粒阻力系数，和分别平行和垂直于翼型弦线，α为翼型迎角，污染颗粒速度和相对风速之间的角定义为γ，质量参数K以无量纲的形式给出，由颗粒质量m、空气密度ρ、颗粒参考面积Sref和翼型弦长c确定，K值反映了污染颗粒轨迹相对流线的吻合程度；将污染物颗粒设成球体，其阻力系数由不同雷诺数下球体的阻力系数来确定，污染颗粒的雷诺数计算使用颗粒直径和风速，在雷诺数为4000～200000时，球体的阻力系数近似为常数，在雷诺数4000时，球体阻力系数不是常数，使用斯托克斯定律进行修正，分段阻力系数公式如下： 其中，CD为污染颗粒阻力系数，Re为颗粒运动的雷诺数，Reref和CD,ref分别代表临界雷诺数和临界阻力系数；将上述阻力系数公式，结合流场数据和公式1、2的离散形式，从初始条件出发计算污染颗粒的运动轨迹；2计算污染颗粒收集效率将污染颗粒收集效率描述成一个污染颗粒彼此间的相互运动轨迹，两个轨迹被认为在它们之间形成粒子管道，随着轨迹之间的距离变宽，粒子管道变宽，粒子传播的距离变大，污染颗粒收集效率β＝dy0ds，通过微分形式描述了粒子管道变宽，其中dy0为远上游两个粒子之间垂直于等效来流的距离，ds为他们在翼型表面上的长度；3绘制收集效率曲线横坐标s为翼型表面上的曲线长度，纵坐标为污染颗粒收集效率，在翼型表面，定义前缘位置为0，上表面向后为正值，下表面向后为负值，翼型中后部同样存在污染，但是随着向下游发展，污染颗粒收集效率迅速下降；4确定污染模拟范围翼型所有位置均会受到污染的影响，但是随着向后缘发展，污染收集效率迅速下降，污染影响迅速减小，根据试验者对污染物的接收程度设定污染颗粒收集效率的截止阈值，污染颗粒收集效率低于此阈值时，认为能够忽略污染的影响，高于此值的范围为粗糙模拟范围。

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