轴流状态下涵道螺旋桨增升方法的数值模拟.pdf

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1、第48卷第2期2016年4月南京航空航JournalofNanjingUniversityDOI：10．16356／j．1005—2615．2016．02．004天大学ofAeronautics学报&Astronautics轴流状态下涵道螺旋桨增升方法的数值模拟杜思亮芦志明唐正飞(南京航空航天大学直升机旋翼动力学国家级重点实验室，南京，210016)V01．48No．2Apr．2016摘要：为了进一步提高涵遣螺旋桨的功率裁荷，提出了一种将螺旋桨部分桨尖嵌入到涵道体内壁面以改善涵道内部的滑流边界和唇口扰流的增升方法。采用计算流体力学(Computati

2、onalfluiddynamic，CFD)方法，对其轴流状态的流场流态及气动力特性进行了计算和分析，并与相同直径的孤立螺旋桨及涵道螺旋桨在相同工况下的气动力进行了对比分析。关键词：涵道螺旋桨；增升；计算流体力学；功率栽荷；流场中图分类号：V211．52文献标志码：A文章编号：1005—2615(2016)02—0173—07NumericalSimulationofLiftEnhancementMethodofDuctedPropellerUnderAxialFlowDuSiliang，L“Zhiming，TangZhengfei(NationalK

3、eyLaboratoryofScienceandTechnologyOnRotorcraftAeromechanics，NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing，210016，China)Abstract：Tofurtherenhancethepowerloadoftheductedpropeller，amethodofembeddingasmallpartofthebladetipintotheinternalwallofductbodyisproposedtoimprovethebor

4、dersofslipstreamandflowpatternaroundthetip．Then，theflowfieldandaerodynamiccharacteristicsoftheaxialflowstatearecalculatedandanalyzedbyusingthecomputationalfluiddynamics(CFD)method．Thecomparisonsofaerodynamicforcesamongthepropeller，theductedpropellerandtheembeddedductedpropeller

5、withthesamediameterareperformedunderthesameworkingcondition．Keywords：ductedpropeller；liftenhancement；computationalfluiddynamics(CFD)；powerload；f10Wfield涵道螺旋桨[1≈3是一种用涵道包围螺旋桨的升推力装置。涵道与螺旋桨的结合可以极大地提高系统的气动性能。涵道螺旋桨相对于同样赢径的孤立螺旋桨，在同样功率消耗的情况下，会产生更大的拉力。具体表现在：(1)涵道的存在使得螺旋桨的滑流场发生改变，降低了螺旋桨的

6、桨尖损失，从而在一定程度上提高了螺旋桨的气动效率。(2)螺旋桨吸流在涵道唇口处产生绕流，形成低压区，使涵道产生附加拉力。这两方面原因使得在同样的功耗情况下，涵道风扇能够比同样直径的开放式螺旋桨产生更大的拉力。另外，由于涵道的保护作用，螺旋桨的气动噪声明显降低[3q]，使用安全性也基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金(NS2015035)资助项目；江苏高校优势学科建设工程(NJ20150022)资助项目。收稿日期：2015—10—01；修订日期：2016—01一Ol通信作者：唐正飞，男，剐教授，E-mail：tang@nuaa．edu．cn。引用格

7、式：杜思亮，芦志明，唐正飞．轴流状态下涵道螺旋桨增升方法的数值模拟口]．南京航空航天大学学报，2016，48(2)：173—179．DuSiliang，LuZhiming，TangZhengfei．Numericalsimulationofliftenhancementmethodofductedpropellerunderaxialflow[J]．JournalofNanjingUniversityofAeronautics＆Astronautics，2016，48(2)：173—179．174南京航空航天大学学报第48卷得到了提高。目前已有许多研

8、究者研究了涵道螺旋桨几何参数口侧对其气动性能的影响，参数影响研究表明，减小桨尖间隙及在一定范围内后移螺旋桨或