旋翼流場及氣動彈性的數(shù)值模擬.pdf

1、旋翼流場的數(shù)值模擬方法是近年來直升機空氣動力學研究的熱點與難點。本文基于動態(tài)結(jié)構(gòu)重疊網(wǎng)格方法和非定常Euler/N-S方程發(fā)展了適合旋翼流場數(shù)值模擬的高效計算算法，開發(fā)出相應的計算軟件，并與旋翼槳葉結(jié)構(gòu)動力學求解程序相結(jié)合建立了基于CFD/CSD耦合的旋翼氣動彈性計算方法。本文主要工作如下：
　　1．在已有的流場求解器基礎上，開展了動態(tài)結(jié)構(gòu)重疊網(wǎng)格算法研究，包括挖洞算法、基于壁面距的洞面優(yōu)化方法、高效高魯棒性的ADT搜索算法以及三

2、線性插值方法。并通過定常和非定常算例驗證了算法的有效性。
　　2．對某阻力型垂直軸風力機流場進行了數(shù)值模擬研究。二維情形下，對葉片開孔與不開孔兩種模型的流場特性進行了細致研究分析，發(fā)現(xiàn)對葉片適當?shù)拈_孔有助于風力機輸出功率的提高。隨后進行了全三維模型的非定常流場的數(shù)值計算，并與風洞試驗結(jié)果進行了對比分析。
　　3．開展了直升機旋翼流場的數(shù)值模擬研究。對caradonna旋翼懸停和前飛流場進行了數(shù)值計算，其中懸停計算結(jié)果與實驗值

3、吻合很好。對佐治亞大學旋翼/機身模型(GT)和Robin機身/旋翼模型的前飛流場進行了數(shù)值模擬，主要對槳尖渦干擾、尾跡以及旋翼/機身干擾等問題進行研究與分析，得到了一些有意義的結(jié)論。
　　4．建立了基于經(jīng)典葉素理論的旋翼槳葉氣動彈性響應模型，通過旋翼流場求解程序?qū)?jīng)典氣動力模型進行修正，發(fā)展了一套基于CFD/CSD耦合的旋翼氣動彈性數(shù)值模擬方法。采用松耦合方法以旋轉(zhuǎn)周期為單位進行旋翼流場氣動載荷和槳葉結(jié)構(gòu)響應之間的數(shù)據(jù)交換。對旋翼