基于des的舰船空气尾流场特性和旋翼气动特性分析

《基于des的舰船空气尾流场特性和旋翼气动特性分析》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、分类号学号M201271440学校代码10487密级公开硕士学位论文基于DES的舰船空气尾流场特性和旋翼气动特性分析学位申请人：程捷学科专业：船舶与海洋结构物设计制造指导教师：张志国答辩日期：2015年5月24日ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringInvestigationofShipAirwakeandRotorAerodynamicsBasedo

2、nDESCandidate:ChengJieMajor:DesignandConstructionofNavalArchitectureandOceanStructureSupervisor:ZhangZhiguoHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaMay24,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已标明引用的内容外，本论文不

3、包含任何其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在______年

4、解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要舰船上层建筑是由一系列钝体组合而成，当舰船运动或者有风作用时，上层建筑后方会产生湍流尾流场。尾流场中形成了大尺度的流动分离和回流，巨大的速度梯度伴随着不同尺度的涡产生，使得流场十分复杂。舰载直升机具有极高的战术价值，已经成为海军装备的重点发展对象。高度不稳定的舰船尾流场对舰载直升机的操纵产生了严重的威胁，旋翼本身的旋转也会产生复杂的流场，与空气尾流

5、相互作用时会导致其载荷发生变化，进而导致升力发生变化，给飞行员的操作带来了很大的困难，也对飞行的安全造成了影响。本文采用CFD方法对舰船空气尾流场的特性进行了分析研究，突破了雷诺时均方法的局限性，使用分离涡模拟的方法求解了瞬态流场。按照一定频率采样流场数据，得出的平均流场明显比RANS方法的结果更贴近实验数据，证明了此方法的有效性。并且DES方法可以更直观的观察流场的涡特性，便于观察流动分离和再附着等特征。基于DES在舰船空气尾流场求解上的成功应用，又进一步研究了孤立的直升机旋翼流场以及舰船-旋

6、翼耦合流场的特性，分析了舰船对旋翼流场的影响。研究显示旋翼与舰船空气尾流相互影响时，空气尾流场的速度分布、旋翼流场的涡特性、旋翼表面压力分布等等都产生了巨大变化，在宏观上，旋翼产生的升力下降了29.42%。通过本文的研究，证明了DES方法非常适合用于研究舰船空气尾流场，同时也阐明了空气尾流场的基本特征、舰船-旋翼相互作用的复杂性以及直升机旋翼在空气尾流场中性能的变化。关键词：空气尾流；旋翼；DES；涡I华中科技大学硕士学位论文AbstractShipsuperstructuresconsisto

7、faseriesofbluntbodies,whichwillgenerateturbulentairwakeintheconditionofshipmotionorwindblowing.Large-scaleflowseparationsandbackflowsareformedintheflowfield.Meanwhile,differentscalesofvorticesmaketheflowfieldmorecomplicated.Shipbornehelicoptershavegr

8、eattacticalvaluetothenavy,andextraefforthasbeenpaidtodevelopandresearchonthem.Highlyunsteadyshipairwakeisathreattothehelicoptermaneuvering.Alsotherotationoftherotoritselfislikelytoproducecomplicatedturbulence,whichwillcausethechangeoftheloadwheninter