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旋翼桨叶绕流Euler方程数值模拟

本研究应用格心格式有限体积法求解欧拉方程,模拟绕旋翼浆叶的流动。旋翼尾流的作用通过自由尾流分析  (本文共6页) 阅读全文>>

南京航空航天大学
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旋翼流场及气动弹性的数值模拟

旋翼流场的数值模拟方法是近年来直升机空气动力学研究的热点与难点。本文基于动态结构重叠网格方法和非定常Euler/N-S方程发展了适合旋翼流场数值模拟的高效计算算法,开发出相应的计算软件,并与旋翼桨叶结构动力学求解程序相结合建立了基于CFD/CSD耦合的旋翼气动弹性计算方法。本文主要工作如下:1.在已有的流场求解器基础上,开展了动态结构重叠网格算法研究,包括挖洞算法、基于壁面距的洞面优化方法、高效高鲁棒性的ADT搜索算法以及三线性插值方法。并通过定常和非定常算例验证了算法的有效性。2.对某阻力型垂直轴风力机流场进行了数值模拟研究。二维情形下,对叶片开孔与不开孔两种模型的流场特性进行了细致研究分析,发现对叶片适当的开孔有助于风力机输出功率的提高。随后进行了全三维模型的非定常流场的数值计算,并与风洞试验结果进行了对比分析。3.开展了直升机旋翼流场的数值模拟研究。对caradonna旋翼悬停和前飞流场进行了数值计算,其中悬停计算结果与实...  (本文共103页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
哈尔滨工程大学

基于流固耦合的直升机旋翼桨叶的强度分析

直升机的旋翼既是升力装置又是推进和控制装置,旋翼系统的气动力环境比固定翼飞机要复杂许多,桨叶受重力、升力、离心力和惯性力作用,是各种几何、结构、气动和惯性的耦合作用。因此对涉及旋翼桨叶的分析需同时探讨其几何结构和工作环境。目前对直升机旋翼桨叶强度的分析方法主要有理论分析、实验测量和有限元仿真。理论分析需要做出各种简化处理,对复杂桨叶模型很难分析;实验主要有静强度分析、剖面刚度动态特性测试与风洞试验;而有限元仿真方面既有关于桨叶结构分析,也有旋翼流场模拟的研究,但同时涉及流场模拟和桨叶强度分析的研究却不多。本文利用多重参考系MRF方法将直升机悬停流场瞬态非定常计算问题简化为稳态定常计算,建立一套模拟直升机旋翼流场的高效计算算法,得到一个可靠的稳态流场结果。然后采用流固耦合方法,以ANSYS Workbench为数据传递平台,建立旋翼流场和桨叶结构间的耦合关系,实现单向流固耦合。并以该算法分别详细分析几种材料桨叶在旋翼流场气动载荷作...  (本文共68页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京航空航天大学
南京航空航天大学

基于高精度算法的新型桨尖旋翼流场模拟

旋翼是直升机关键的气动部件,其始终工作在复杂多变的自身涡流环境中,这对直升机气动特性造成重要影响,因此旋翼流场及气动特性的分析计算一直是直升机技术领域的研究重点和难点,尤其是针对旋翼涡流场中桨尖涡的生成与演化过程的计算模拟。为提高旋翼气动性能而提出的多种不同新型旋翼桨叶气动外形,则进一步加大了旋翼涡流场及气动特性模拟的难度。本文以此为研究背景,开展了新型桨尖旋翼流场的高精度CFD算法研究,具体内容如下:作为前提和背景,第一章主要阐述了旋翼CFD方法、新型桨尖旋翼和高精度算法的国内外研究现状,指出了开展针对新型桨尖旋翼流场及气动特性模拟的高精度算法研究的重要意义,并给出了本文的主要研究内容。第二章,考虑到新型桨尖旋翼的复杂气动外形,基于Poisson方程求解方法,构建了一套适合于新型桨尖旋翼的参数化网格生成方法。以此为基础,考虑桨叶的旋转、挥舞、变距等运动,建立了满足旋翼前飞非定常流场模拟的运动嵌套网格方法;采用了“扰动衍射”方法...  (本文共97页) 本文目录 | 阅读全文>>

南昌航空大学
南昌航空大学

直升机旋翼桨叶气动干扰研究

旋翼在旋转过程中桨叶间会产生强烈的气动干扰,对桨叶的气动特性和旋翼的效率有着重要的影响。研究桨叶间的气动干扰对旋翼设计具有科学和现实意义。本文采用旋翼CFD方法对桨叶间的气动干扰问题进行了探究,主要工作内容如下:1将旋翼双桨简化为前后平行翼,并建立有效的二维前后平行双翼物理模型,数值模拟出的干扰流场,直观地观察出流场的流动细节以及压力和速度变化情况,分析旋翼桨叶气动干扰产生的机理。结果表明:桨叶处于持续的旋转运动中,任一桨叶总是处于前一桨叶的尾迹之中,小迎角和小马赫数时后桨受到的气动干扰较大,大迎角和大马赫数时后桨所受气动干扰较小,但气动特性并非和气动干扰成正比。桨叶间的气动干扰会随着桨叶截面迎角、马赫数以及干扰距离不同而不同,而迎角为6°时前后翼的升阻比都是最大,但同时干扰也是最强的,在小于0.6马赫下后翼的升阻比都小于前翼升阻比,桨叶间的干扰作用随着桨叶之间的干扰距离增加而减弱。合理选择桨叶数和改进桨叶展向线性扭转度可以提高...  (本文共60页) 本文目录 | 阅读全文>>

《西北工业大学学报》1998年04期
西北工业大学学报

直升机旋翼桨叶绕流的欧拉方程计算

描述了求解直升机旋翼悬停流场的数值方法。利用悬停流场的准定常特性,采用有限体积空间离散和龙格库塔时间步进格式,在桨叶固连旋转坐标系下直接求解以相...  (本文共5页) 阅读全文>>