螺旋桨飞机滑流非定常数值模拟研究

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1、第46卷第1期航空计算技术Vol.46No.12016年1月AeronauticalComputingTechniqueJan.2016螺旋桨飞机滑流非定常数值模拟研究麻蓉,高飞飞,颜洪,梁益华(中航工业西安航空计算技术研究所,陕西西安710068)摘要:采用非定常数值模拟方法,基于滑移网格技术,分析研究螺旋桨滑流对全机气动特性的干扰影响。用多块结构网格数值模拟软件,从搭接边界建立、搭接网格生成、流场插值传递3个方面对螺旋桨滑移搭接网格的数值模拟方法进行全面详细的介绍,并且阐述基于该技术的非定常数值模拟

2、方法。在此基础上,开展螺旋桨飞机模型验证计算,分析研究螺旋桨滑流对全机流场和气动性能的影响,通过与风洞实验数据的对比分析,验证滑移搭接网格技术的可行性与准确性。研究结果表明,基于滑移搭接网格技术的螺旋桨滑流数值模拟,可以真实反映螺旋桨滑流流场特性,为螺旋桨类飞机的设计评估提供一种有效的数值模拟手段,在工程方面具有重要的实用价值。关键词:螺旋桨滑流;滑移网格技术;滑移搭接边界;非定常方法中图分类号:V211.44文献标识码:A文章编号:1671-654X(2016)01-0027-04Researchon

3、UnsteadyNumericalSimulationofPropellerAircraftSlipstreamMARong,GAOFei-fei,YANHong,LIANGYi-hua(Xi′anAeronauticsComputingTechniqueResearchInstitute,AVIC,Xi′an710068,China)Abstract:Theeffectofpropellerslipstreamontheaerodynamiccharacteristicshasbeenanalyzed

4、usingtheunsteadynumericalmethod,whichbasedonslidingmeshtechnology.Thissimulationusedourinhousesolverbasedonstructuredmeshinthispaper.Unsteadynumericalmethodusingslidingpatchedmeshwasintroduceddetailedlyinthreeaspectsincludingpatchedboundary,thepatchedgri

5、dandtheinterpolationmethod.Andtheproceduretoimplementthismethodispresentedgenerally.Onthisbasis,thethreedi-mensionalflowfieldaroundaturbo-propwingbodyconfigurationissimulatedespecially.Theeffectsofpropellerslipstreamonthecharacteristicsoftheflowfieldanda

6、erodynamicareanalyzed.Throughthecomparisonwiththeexperimentdata,thefeasibilityandaccuracyofslidingpatchedtechnologyareveri-fied.Theresultsshowthattheflowfieldoftheslipstreamcanbesimulatedfactuallybythenumericalmethodbasedontheslidingpatchedtechnology.Thi

7、sstudyprovidesavalidnumericalsimulationmethodforpropeller-drivenaircraftdesignandpossesseshigherutilityvalueinengineering.Keywords:propellerslipstream;slidingmeshtechnology;slidingpatchedboundary;unsteadymethod引言力、阻力、稳定性和配平等气动特性[1]。尤其是螺旋桨螺旋桨类飞机在现代支线航空和大部

8、分通用航空滑流经过机翼和尾翼时,产生的影响是决定性的,这种运输领域占主要地位。由于该类飞机在低亚音速飞行螺旋桨与机翼间的干扰问题为飞机设计者所关注。然时具有拉力大、推进效率高、经济性能好等优点,这使而,采用试验研究和CFD技术模拟螺旋桨滑流与飞机其在军用运输机和支线客机领域有着广阔的应用前各部件的气动干扰存在很大的困难。因此,如何准确景。与涡轮喷气发动机相比,螺旋桨飞机是依靠螺旋模拟螺旋桨滑流流场和滑流对飞机气动特性的干扰影桨旋转将发动机的