直升機涵道尾槳氣動特性的CFD分析.pdf

1、涵道尾槳的流場及氣動特性分析是直升機空氣動力學領域富有挑戰(zhàn)性的研究課題。本文基于動量源模型，建立了以歐拉方程為主控方程的涵道尾槳流場數(shù)值求解方法，在此基礎上，著重研究了懸停狀態(tài)涵道尾槳不同設計參數(shù)對其流場及氣動特性的影響，并進一步對涵道尾槳不同前飛速度情況下的流場及氣動特性進行了模擬。具體研究內(nèi)容如下： 作為前提和背景，本文簡要介紹了直升機涵道尾槳氣動特性的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，指出了采用基于動量源的CFD方法開展涵道尾槳流場及氣動

2、特性研究的必要性和重要意義。 第二章，在Jameson有限體積法的基礎上，以動量源代替尾槳葉對流場的作用，并對求解旋翼流場的外邊界模型進行改進，得到了適合于涵道尾槳在直升機懸停和前飛時的邊界條件模型。在此基礎上，建立了一套適合涵道尾槳流場及氣動特性分析的數(shù)值方法。 第三章，考慮涵道尾槳的幾何特征，并結(jié)合動量源方法的特點，總結(jié)了一套適合于涵道尾槳流場的非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格生成方法。 第四章，首先以TsAGI涵道尾槳模型

3、為算例，計算了槳葉載荷、軸向誘導速度沿槳葉的展向分布，并通過針對計算結(jié)果與可得到試驗結(jié)果的對比，驗證了本文數(shù)值方法的有效性。然后，著重計算了懸停狀態(tài)下，不同設計參數(shù)（涵道間隙、涵道擴散角、槳盤至涵道入口距離和涵道唇口半徑等）對涵道尾槳流場及氣動特性的影響，并進行對比分析，得出了一些有意義的結(jié)論。 第五章，應用上述模型，對前飛狀態(tài)下直升機涵道尾槳繞流特性進行了計算，并分析對比了不同前飛速度時的流場特點，初步得到了一些關(guān)于槳葉拉力