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能源与动力学院

微型飞机机翼设计报告

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2010-4-27

粘性流体力学大作业报告

微型飞机机翼设计报告

一.设计题目及要求

某小型无人机重100kg，设计飞行速度100m/s，飞行高度3000m。使用Foil.html等课件作工具，设计其机翼，（1）应使该机翼在5度攻角时可产生足够升力保持飞机匀速平飞，（2）且尽量使附面层（尤其是上翼面）的压力梯度（或速度分布）不产生分离、或分离区尽量小；（3）分析估算摩擦阻力，应尽量减小摩阻。

二.设计过程

（1）使用Foil.html等课件，设计其机翼。

（2）利用Foil得到的机翼数据，分析估算摩擦阻力，应尽量减小摩阻。 1、利用Foil得到的机翼数据，建立数据文件；

2、编写附面层Karman积分计算的程序，读入你所设计机翼的数据，进行上下表面动量损失厚度的计算

源公式：

d?Cf?dUe??(2?H)?dx2Uedx其中?为动量损失厚度.

在此MATLAB程序中我们采用简化算法即

其中：

d?1?[l?(2?H)?]dxRe???2dUe???, l?l(?), H?H(?)?dx0207105班 粘性流体力学大作业报告

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粘性流体力学大作业报告

??0: l?0.22?1.57??1.8?2, H?2.61?3.75??5.24?20.018?0.0731 ?0.09???0: l?0.22?1.402??, H?2.088?0.107??0.14?? ???0.09: 出现分离采用Thwaites方法：

λ计算的取值范围为[-0.09，+0.25]

若计算中出现λ> +0.25，则取为+0.25 若计算中出现λ< - 0.09，则取为- 0.09

为了计算此积分，我们采用了龙格—库塔的积分方法，其积分方法如下所示

?步1??n??步1x?R(?n,Cfn,Hn)?步2??n??步2x?R(?步1,Cf步1,H步1)??? ????步m??n??步mx?R(?步m-1,Cf步m-1,H步m-1)?步mx??x2mmax?m

其中：

三.设计结果程序

function OUTS=Drag_Airfoil

%%% Example code for solving the Boundary Layer of airfoil %%% Written by Huang Guoping, 2007/4/10

nmax=19;

% input the data of an airfoil

[Density,Tem,Vupstream,Chord,Span,DataU,DataL]=inputData(nmax); miu = Sutherland(Tem); Vsound=sqrt(1.4*287.2*Tem);

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