基于非惯性系的悬停状态旋翼CFD／CSD 耦合气动分析

• 作者: 徐国华 招启军 肖宇
• 来源期刊: 空气动力学学报
• 学科: 航空航天
• 关键词: CFD/CSD 耦合 旋翼 气动特性 Navier-Stokes 方程 Hamilton 原理 非惯性坐标系
• 年，卷（期）: 2014,（5）
• 所属期刊栏目: 研 究 简 报
• 页码范围: 675-681
• 页数: 7页
• 分类号: V211.3
• 字数: 5231字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7638/kqdlxxb-2012.0184

摘要

旨在提高先进旋翼气动特性的分析精度，在旋翼高精度 CFD 分析中耦合气动弹性效应，取代传统方法中的刚性桨叶假设，并考虑悬停状态旋翼流场准定常的特性，在非惯性坐标系下建立了一套适合于悬停状态旋翼气动特性计算的 CFD/CSD 耦合分析方法。旋翼气动载荷通过求解三维 Navier-Stokes 方程求得，空间离散及通量计算采用 Jameson 中心格式，时间方向则选用五步 Runge-Kutta 迭代求解，湍流模型采用 B-L 模型；基于 Hamilton 原理建立了描述旋翼弹性运动的非线性微分方程，针对旋翼悬停状态的工作特点，采用 Raphson 迭代方法求解获得旋翼桨叶的弹性变形量。在 CFD/CSD 耦合计算中，旋翼桨叶交接面载荷及变形信息通过 CFD 与 CSD 模块进行传递，同时为提高桨叶弹性变形后贴体网格生成的效率和质量，采用基于网格点坐标转换的网格变形方法。在CFD 和 CSD 程序分别验证基础上，采用建立的旋翼 CFD/CSD 耦合分析方法计算了先进的 UH-60A 直升机旋翼的表面压强及气动载荷。计算结果表明，与刚性旋翼 CFD 模拟结果比较，本文建立的 CFD/CSD 耦合分析模型可以更准确地预估旋翼气动载荷和性能。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	招启军	南京航空航天大学直升机旋翼动力学国家级重点实验室	110	825	15.0	20.0
2	徐国华	南京航空航天大学直升机旋翼动力学国家级重点实验室	115	1158	17.0	27.0
3	肖宇	南京航空航天大学直升机旋翼动力学国家级重点实验室	6	36	4.0	6.0