先进直升机旋翼悬停状态气动性能计算

《先进直升机旋翼悬停状态气动性能计算》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31卷第9期航空学报V01．31No．92010年9月ACTAAERONAUTICAETASTR()NAUTICASINICASept．2010文章编号：1000-6893(2010)09-1723-10先进直升机旋翼悬停状态气动性能计算徐广，招启军，王博，徐国华，高延达(南京航空航天大学直升机旋翼动力学国家级重点实验室，江苏南京210016)PredictiononAerodynamicPerformanceofAdvancedHelicopterRotorinHoverXuGuang，ZhaoQijun，WangBo，XuGuohua，GaoYanda(NationalKeyLabora

2、toryofRotorcraftAeromechanies，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)摘要：为更好地模拟先进直升机旋翼流场，同时准确计算其悬停状态的气动性能，建立了一套基于Navier-Stokes／Euler方程的混合CFD方法。该方法的求解域由两部分组成：一是围绕旋翼桨叶周围的黏性区域。采用可压缩Navier-Stokes方程来模拟旋翼附近的黏性流动和近场尾涡的捕捉；二是离桨叶较远、黏性可以忽略的远场区域，用Euler方程来描述其流动。在该方法中，将三阶逆风格式(MUSCL)与通量差分

3、分裂方法相结合，无需添加人工黏性，因而可有效地减少旋翼尾迹数值耗散。为便于流场分区求解以及周期性边界条件的实施，采用了嵌套网格方法，并给出旋翼网格与背景网格交界面的信息传递方式。应用所建立的计算方法。首先对二维翼型、三维M6机翼的流场进行了数值模拟，以验证计算方法；然后。着重计算了有实验结果可供对比的具有先进气动外形的HEI。ISHAPE7A模型旋翼和UH一60A直升机旋翼，通过计算得到旋翼表面压力分布、桨叶展向拉力系数分布、桨叶表面细节流动以及气动性能等．进一步验证了该方法的有效性。关键词：直升机；旋翼；气动性能；Navier-Stokes方程；嵌套网格中图分类号：V211．3文献标识码：A

4、Abstract；Inordertosimulatetheflowfieldandcalculatetheaerodynamicperformanceofadvancedhelicopterrotorinhoverwithhighaccuracy，ahybridCFDmethodbasedontheNavier-Stokes／Eulerequationshasbeendeveloped．TheflowsolverhastWOmodules：1)acompressibleNavier-Stokesanalysisneartheviscousregionofthebladeformodelingt

5、heviscousflowandnearwake；2)anEulerflowanalysisformodelingtheinviscidflowregionsfarawayfromtherotor．ForthesolutionofNaiver-Stokes／Eulerequations，thecombinationofthethird—orderupwindscheme(MUSCL)andflux-differencesplittingschemewithoutaddingartificialviscosi—tyhasbeenemployed，whichcanreducethefalsedis

6、sipationoftherotorwakevortieityeffectively．Themeth—odologyofembeddedgridsisalsoadoptedtosolvetheflowfieldseparatelyandimplementtheperiodicbounda—ryconditions，andamethodaimedatpassinginformationamongrotorgridsandbackgroundgridshasbeengiven．Withthedevelopedmethod，theflowfieldsofa2Dairfoilandthe3DM6win

7、garefirstlysimulatedandthecalculatedresultsarecomparedwithavailableexperimentaldataforthepurposeofvalidation．Secondly，theflowfieldsofafour-bladedHEl。ISHAPE7Arotorandafour-bladedUH一60Arotorwithadvanced