基于Fluent的风洞腹撑支架干扰分析

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1、总第187期2016年第1期直升机技术HELICOPTERTECHNIQUEGeneralSerialNo．187No．12016文章编号：1673—1220(2016)01-063-06基于Fluent的风洞腹撑支架干扰分析辛颖(中国直升机设计研究所，江西景德镇333001)摘要应用Fluent软件对风洞腹部支撑支架干扰进行数值模拟研究，对有、无支架状态下模型在风洞吹风过程中的表面流场及风压进行计算分析，获得低速风洞吹风试验时支架的干扰量，同时分析不同姿态角的支架对模型的影响。最终通过数值模拟为风洞吹风试验提供参考与依据。关键词腹部支撑；Fluent软件；支架

2、干扰；数值模拟中图分类号：V211．74文献标识码：AResearchofWindTunnelVentralSupportInterfereBasedonFluentXINYing(ChinaHelicopterResearchandDevelopmentInstitute，Jingdezhen333001，China)AbstractBasedonFluentsoftware，numericalsimulationhavebeentakentoresearchtoventralsupportinterferenceinwindtunnel，analyzedan

3、dcalculatedsurfaceflowfieldandwindpressurea—roundmodelwithorwithoutsupporttogettheinterferenceofsupportinlowspeedwindtunnel．Atthesametime，analyzedtheinfluenceofsupportwithdifferentattitudeangletomodel．Finally，an—mericalsimulationwasprovidedforreferenceandbasisforwindtunneltest．Keywor

4、dsventralsupport；Fluentsoftware；supportinterference；numericalsimulationO引言风洞试验是空气动力学研究的重要手段之一，在低速风洞试验过程中，通过支撑系统来支撑模型，调节模型姿态，引导电路管线等，根据不同的试验目的选取不同的支撑方式。腹部支撑是低速风洞试验中常用的支撑方式，但由于支撑系统暴露在气流中，其气动力会传到天平上，所以要对腹部支撑系统进行支架干扰试验，但这会导致试验工作量大、成本高等问题。随着计算机技术的飞速发展，数值模拟风洞及其仿真系统¨1可为风洞试验提供辅助支撑，为试验数据的修正提供

5、依据。1低速风洞腹部支撑系统干扰低速风洞试验中，一般根据试验目的、试验要求、模型尺寸的不同，腹部支撑分为单支杆、双支杆和三支杆腹撑，其中单支杆腹撑的支架干扰量较小，模型重量较轻的试验经常采用。单支杆腹部支撑一般由主支杆、辅助支杆和风挡三部分组成，但通过迎角控制机构旧1可实现主支杆单独支撑，使支撑系统收稿日期：2015—01—06作者简介：辛颖(1987一)，女，辽宁辽阳人，硕士，工程师，主要研究方向：风洞试验技术。·64·直升机技术总第187期安装、拆卸简便。1．1单支杆腹部支撑干扰低速风洞腹部支撑系统对试验测试结果的干扰主要有支杆受力、支杆对模型干扰、模型对支

6、杆干扰。对于内式天平，支杆受力不会传到天平上，可不用考虑支杆受力，因此主要考虑的干扰量是支杆与模型之间的干扰。1．2腹部支撑干扰修正对于低速风洞试验，腹部支撑干扰修正一般采用试验修正、数值模拟修正等，其中试验修正可采用映像两步法【3】。低速风洞试验映像两步法主要是根据流场叠加原理，进行模型反装风洞试验，分别对拆、装假腹部支杆进行天平气动力测量，其差量认为是腹部支杆的干扰量，气动力计算如下：Fl=F。+t+F。+，1：。(1)F2=F。+t，+F。，+E，。(2)'F3=Fm+Fi+F毗r+Fz—m+Fz+F。+Fzm+F。一+F?z(、3)其中，公式(1)、(2

7、)、(3)分别为模型正装、反装、反装带映像支杆情况，m表示模型，名表示正装支杆，／-／-／．g表示模型对支杆，册表示支杆对模型，z‘表示反装支杆。对于模型反装带映像支杆情况，主支杆与假支杆的干扰量很小，可以忽略不计，则凡，+t，：=0。由公式(1)、(2)、(3)可得，F：与见的差值为F。的支架干扰量，因此模型气动力为：F。=F。一(F，一F2)(4)2支架干扰数值模拟2．1数值模拟的基本理论近地风可近似为不可压缩的湍流流动，在稳态情况下，基于Reynolds时均方程和可实现k-e湍流模型的控制微分方程如下【4J：一oE：0(5)dxi够考=一毒+毒[cFq，警

8、卜毒c％考，(6)q鸶2