对转螺旋桨级间气动干涉研究

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1、中图分类号：V211.3论文编号：102870218-SZ045学科分类号：085232硕士学位论文对转螺旋桨级间气动干涉研究研究生姓名蔡明轩专业类别工程硕士专业领域航空工程指导教师李博副教授南京航空航天大学研究生院能源与动力学院二О一八年一月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofEnergyandPowerEngineeringResearchonAerodynamicInterferencebetweenContraRotatingPropellersAThesisin

2、AeronauticsEngineeringbyCaiMingxuanAdvisedbyAssociateProfessorLiBoSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringJanuary,2018南京航空航天大学全日制专业硕士学位论文摘要本文以APC螺旋桨模型为基础，构建了多叶对转螺旋桨模型，并对这些对转桨模型进行了数值分析，最后对该APC二叶对转桨桨和GWS三叶对转桨进行了风洞实验。为对转桨的前后和级间流场的分析研究提供了一定的技术参考。首先，对定距八叶AP

3、C对转桨进行了数值模拟。研究了不同进距比、来流速度和相同转速下的气动性能，并与单排的八叶螺旋桨的计算结果进行了对比。结果表明在研究范围内进距比一定时，对转桨力学性能随着来流速度和转速的提高而提升，效率先增后减，其变化趋势与孤立螺旋桨一致。同比情况下，力学性能更好，效率更高。其次，对不同桨叶数、不同级间间距和不同前后排桨叶直径比的对转桨进行数值模拟。对比了不同情况下的性能和流场变化，分析了在不同进距比、来流速度和相同转速下的气动性能和级间流场的变化。然后，在已有螺旋桨实验台的基础上，补充了对转桨实验台与TFI流场探针测量系统，利用测量系统验证了风洞的流场均匀性，为后来的风洞实验

4、提供了可靠性。最后，对APC二叶对转桨与GWS三叶对转桨进行了风洞实验，测量了对转桨前后中轴面上端的流场，分析了气流速度的三个分量以及静态压力的变化趋势。结果显示对转桨相对于单桨有更好的气流加速效果，在有来流的情况下，对转桨的流场更为均匀，对转桨叶数目越多，对气流的加速效果更好，流场相对更为均匀。关键词：对转螺旋桨，气动性能，级间干涉，数值模拟，风洞实验i对转螺旋桨级间气动干涉研究ABSTRACTInthispaper,basedontheAPCpropellermodel,leafycontra-rotatingpropellermodelisconstructed,and

5、thenumericalanalysisofthecontra-rotatingpropellerisperformed,finally,theAPCcontra-rotatingpropellerandGWScontra-rotatingpropellerhascarriedonthewindtunnelexperiment.Theanalysisoftheresearchprovidesacertainreferenceforthestudyofcontra-rotatingpropellerandtheinterstageflowfield.Firstly,themod

6、elisbuiltbasedontheAPCpropellermodel.Anumericalsimulationwasperformedforthefixed-pitcheight-leafAPCpropeller.Theaerodynamicperformanceofdifferentpitchratio,flowvelocityandthesamerotationalspeedisstudiedandcomparedwiththecalculationresultsofthesinglerowofeight-bladepropellers.Resultsshowthat

7、withinthescopeoftheresearch,whenpitchratioisfixed,acertainmechanicalpropertiesofthecontra-rotatingpropellerincreasewiththeincreaseofflowrateandrotationalspeed,andefficiencyfirstincreasedthendecreased,thechangetendencyissameasisolatedpropeller.Underthesam