4.3　结果、对比和讨论

仔细分析攻角α=5°的实例。由于翼型周围的非定常流动，周期性的特征符合预期。收敛的升力系数随时间变化的曲线见图4-4，阻力系数见图4-5。

图4-4　升力系数（α=5°）

图4-5　阻力系数（α=5°）

将升力系数C1和阻力系数Cd曲线根据时间序列互相重叠可以获得同一时刻下的C1和Cd的对应关系。时间序列上选择了9个时间点，对应的C1值和Cd值见图4-6。

图4-6将升力系数和阻力系数与无量纲时间序列进行对应。9个时间点从最左边的①点至最右边的⑨点覆盖了一个完整的周期波动（△τ=0.86）。翼型FB3500—1750的压力分布曲线和表面摩擦分布曲线在图4-7列出。不同线型的曲线代表图4-6中的9个时间点。

钝尾缘翼型后的压力分布见图4-8。

钝尾缘后的涡分布情况见图4-9。

图4-6　翼型FB3500—1750在攻角5°的升阻力曲线

图4-7　翼型FB3500—1750在攻角5°的压力分布（左）和表面摩擦分布（右）

图4-8　翼型FB3500—1750在攻角5°时钝尾缘后的压力分布

（a）时间点1；（b）时间点2；（c）时间点3；（d）时间点4；（e）时间点5；（f）时间点6；（g）时间点7；（h）时间点8；（i）时间点9

图4-9　翼型FB3500—1750在攻角5°时钝尾缘后的涡量图

（a）时间点1；（b）时间点2；（c）时间点3；（d）时间点4；（e）时间点5；（f）时间点6；（g）时间点7；（h）时间点8；（i）时间点9

不同翼型不同攻角（从0°到20°）下的流场都进行了数值模拟，所有的数值模拟均为非定常，时间步长为0.002s且每个时间步长内部进行6次迭代。每个算例均记录了升力系数C1、阻力系数Cd、俯仰力矩Cm和周期长度。周期性变化的升力系数C1和阻力系数Cd见图4-10。图4-10 （a）为0°攻角，图4-10 （b）为10°攻角，图4-10 （c）为15°攻角，图4-10 （d）为20°攻角。注意各攻角下频率的不同。

尽管这些系数由于非定常的特征成周期性变化，但是可以利用若干个收敛周期的振幅来估计和测量它的平均值，见表4-1。最终可以得出C1、Cd和Cm随攻角变化的曲线，并与Sandia国家实验室的实验结果进行对比，分别见图4-11、图4-12、图4-13。

表4-1　不同攻角下的C1、Cd、Cm和周期长度Δτ

图4-10　升力系数和阻力系数随时间的变化

（a）0°攻角；（b）10°攻角；（c）15°攻角；（d）20°攻角

图4-11　升力系数对比分析

图4-12　阻力系数对比分析

AIRFsst对线性部分的升力系数进行了较准确的预测，而在攻角15°和20°时却高估了升力系数，原因可能是未能及时捕捉到大量的分离涡。阻力系数在攻角0°、5°和10°时被估计过高而在15°时被估计过低。俯仰力矩普遍估计过高，特别是在攻角15°和20°时。类似的结果也已在其他CFD模型中列出［56］。

图4-13　俯仰力矩对比分析