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《翼型对旋翼悬停气动性能影响的CFD模拟分析》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第44卷第4期2012年8月南京航空航天大学学报JournalofNanjingUniversityofAeronautics&Astronautics翼型对旋翼悬停气动性能影响的CFD模拟分析r王博徐国华招启军(南京航空航天大学直升机旋翼动力学重点实验室,南京,210016)VoI.44No.4Aug.2012摘要:建立了一个基于高精度离散格式的旋翼悬停气动性能的N—S方程求解方法,用来精确分析翼型对旋翼气动特性的影响。为考虑细节流动对旋翼气动特性的影响,采用N—s方程描述桨叶附近的粘性流场,选用了s-A湍流模型。通量计算采用Roe—MUSCL格式的高聃度算法。采用该方法首
2、先模拟了C—T旋翼和BO一105旋翼,验证了该方法的有效性。然后,给出了一个参考旋翼,改变其旋翼翼型葺己王,数值模拟研究了最翼冥型不同厚度、弯度厦其变化位置、组舍情况等对旋翼悬停气动特性的影响。通过对比旋翼悬停效率、桨叶升力与扭矩变化等多种计算结果,表明翼型对旋翼悬停气葫性能有重要影响,并得出了一些提高旋翼气动性能的桨叶翼型设计方法。美键词:直丹机}旋翼;翼型;气动性能;计算流体力学;嵌套网中图分类号:V2113文献标识码:A文章编号:1005一Z615(2012)04—0478—07.CFDSimulationofAirfoilEffectonHoveringRotorAe
3、rodynamicPerformanceWangBo,XuGuohua,ZhaoQ玎“n(ScienceandTechnologyonRotorcra{tAeromechanicsLaboratory,NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics,Nanjing,210016·China)Abstract:Basedonthehigh—accuracydiscretizationscheme,asolvingmethodbyN—Sequationsforpre—dictingtherotoraerodynamicsperformanc
4、eofhoverispresentedtoanalyzetheeffectofairfoilsonitsrotor.Consideringtheeffectsofflowontherotoraerodynamiccharacteristics,N—Sequationsareusedtodescribetheviscousflowfieldaroundrotor.andS-Aturbulencemodelischosen.High—accuracyRoe—MUSCLschemeisemployedtocalculateflux.Firstly,thepresentedschem
5、eisverifiedbysimulatingtheC—TrotorandBO一105rotor.Then。basedonareferencerotor,effectsofairfoilonhoveringrotoraerodynamicperformancearesimulatedbychangingairfoilthickness,camberormaxcamberpositionandairfoilcombination.Resultsindicatethatairfoilplaysakeyroleintheaerodynamicperformanceofrotorin
6、hoveringflight,aadsomeairfoildesignmethodsareobtainedforimprovingtherotorperfor—manCe.Keywords:helicopter;rotor;airfoil;aerodynamicperformanceicomputationalfluiddynamics;oversetgrid旋翼作为直升机最关键的部件之一,其设计优劣直接决定了直升机的飞行性能,因此直升机空气动力学的实质就是旋翼空气动力掣“。在旋翼流场中,存在多种不同性质的流动现象,在尖部来流速度较高,气流表现出压缩性甚至出现激波现象,而在一
7、些位置,攻角较大容易出现流动分离。而选用合适的翼型可以有效改善旋翼的气动性能‘”,因此研究翼型对旋翼气动特性的影响,对其整体性能的改善具有重要意义。早期的直升机旋翼主要采用NACA0012翼收稿日期:2011—09—19;修订日期2012-01—06通讯作者:徐国华,男,教授,博士生导师,1963年生。E—mail:ghxu@nuaa.edu.cn。第4期王博,等;翼型对旋翼悬停气动性能影响的CFD模拟分析479型。美国波音一伏托公司在NACA系列翼型的基础上发展出了VR系列翼型[3],并用于CH47等
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