资源描述：
《纵列式及横列式双旋翼流动的n_s方程模拟及气动特性的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第20卷第6期航空学报Vol.20No.61999年11月ACTAAERONAUTICAETASTRONAUTICASINICANov.1999文章编号:100026893(1999)0620489204纵列式及横列式双旋翼流动的N-S方程模拟及气动特性的研究童自力,孙茂(北京航空航天大学流体力学研究所,北京100083)STUDYOFTHEAERODYNAMICPROPERTIESOFTANDEMANDSIDE-BY-SIDETWIN-ROTORCONFIGURATIONSBYNAVIER-STOKESSIMULATIONTONGZ
2、i2li,SUNMao(InstituteofFluidMechanics,BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Beijing100083,China)摘要:通过求解带动量源项的N2S方程,模拟了纵列式和横列式双旋翼的流动,给出了两旋翼相互干扰时的流场,特别是桨盘处的下洗速度分布;通过与单旋翼下洗速度分布的比较,分析了双旋翼流场的干扰特性;讨论了此2种双旋翼的气动性能。关键词:双旋翼;旋翼流场;旋翼性能;加动量源项的N2S方程中图分类号:V211.3文献标识码:AAbstract
3、:The32DincompressibleN2Sequationswithmomentumsourcetermsaresolvedtosimulatetheflowfieldsoftandemandside2by2sidetwin2rotorconfigurations.Inducedvelocitydistributionsonrotorplane,aerodynamicpropertiesandgeneralflowfieldsoftwin2rotorconfigurationshavebeencomparedwiththoseo
4、fsinglerotors,andtheresultsrevealtheaerodynamicinterferencebetweentworotorsofthetwin2ro2tor.Keywords:twin2rotor;rotorflowfield;rotorperformance;N2Sequationswithmomentumsourceterms双旋翼直升机与传统的单旋翼直升机相比,变(其在两旋翼干扰时更严重);预定尾涡模型计有独特的优点:2个旋翼相逆旋转,产生的反扭矩及尾迹畸变和两尾迹的干扰,但需用实验给出尾互相抵消,不需
5、要起平衡作用的尾桨,有效地利用迹。文献[4]将自由涡模型推广至双旋翼尾迹的计了功率。双旋翼直升机按旋翼排列方式又分为:共算(其考虑了纵列、横列及共轴3种形式的双旋轴式、纵列式和横列式。共轴式双旋翼的两旋翼在翼),但由于涡线的奇性、位流涡模型不能计及粘同一轴线上,这种型式的直升机还有结构紧凑,地性影响,也不能很好地给出尾迹和两旋翼的干扰面安全性好的优点。纵列式双旋翼的两旋翼前后作用。排列,有机身宽敞、容许重心移动范围大等优点。要准确地了解双旋翼的这种复杂流动,有必横列式双旋翼的两旋翼左右对称地安装在支臂或要从流动的基本方程——N2S方程
6、出发求解。较机翼上,这种型式的直升机除具有纵列式直升机理想的作法是绕每一桨叶生成贴体网格,在此网的一些优点外,其诱导功率可更小。格系统之下求解N2S方程。但由于流动中同时存双旋翼空气动力学问题的特殊性在于两旋翼在桨叶边界层、桨叶涡系等尺度很不相同的区域;间的气动干扰:两旋翼的尾迹相互诱导;同时一个再加上多个相对运动着的旋翼,直接在贴体网格旋翼还可能处在另一旋翼的尾迹之中。旋翼尾迹中求解N2S方程是十分困难的。解决此困难的方是梯度很大的涡旋场,存在着集中的涡。由于涡的法之一是舍去求解桨叶附近(如桨叶边界层)的详相互诱导和自诱导、与桨叶的
7、干扰、粘性作用,尾细流动,将桨叶对流体的作用通过在N2S方程中迹中的涡会产生扭曲、缠绕、破碎等现象。双旋翼加入动量源项来替代[5];或用一作用盘来替代[6][1]流动及气动力计算早先用滑流理论估算,后来(即将桨叶扫过的圆盘视为有一压力差的圆盘,此[2,3]发展到预定尾涡模型。滑流理论不计及尾迹畸圆盘上、下作为流动的边界处理)。这样,整个流动中就不存在桨叶边界层那样的小尺度区域了,可收稿日期:1998208224;修订日期:1998210220将大量的网格点用于计算旋翼的尾迹。这2种作基金项目:航空基础科学基金资助课题法本质上是相同的,
8、都是建立在桨盘平均的基础490航空学报第20卷上的,限于求解旋翼的平均流动及计算旋翼的气3结果与讨论动性能。从计算的角度看,第1种方法简单些。最近,我们通过求解加源项的N2S方程,模本文计算的纵列式和横列式双旋翼的参数见
