考虑遮蔽区影响的旋翼三维水滴撞击特性计算新方法

• 作者: 招启军 陈希
• 来源期刊: 航空学报
• 学科: 航空航天
• 关键词: 旋翼 结冰 水滴撞击特性 欧拉法 遮蔽区 计算流体力学
• 年，卷（期）: 2017,（6）
• 所属期刊栏目: 流体力学与飞行力学
• 页码范围: 20-31
• 页数: 12页
• 分类号: V211.3
• 字数: 7681字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7527/S1000-6893.2016.0313

摘要

针对直升机旋翼三维黏性流场特有的复杂环境,建立了一种基于欧拉法的旋翼三维水滴撞击特性计算的新方法.首先,在旋翼桨叶嵌套网格的基础上,发展了一套用于预测旋翼绕流流场的计算流体力学(CFD)模拟方法.然后,为克服传统直升机旋翼二维水滴撞击特性计算方法的不足,充分考虑旋翼流场的三维效应,在嵌套网格中基于欧拉法求解旋翼三维水滴撞击流场.其中,为解决尾流等区域的密度脉冲现象所引起的稳定性和收敛性问题,提出并建立了遮蔽区扩散模型.该模型通过判断遮蔽区变量,在计算域中动态生成遮蔽区域,并随迭代步数逐渐扩散.最后,通过与N ACA0 012翼型及国外UH-1H桨叶的试验和计算结果的对比,验证了旋翼三维水滴撞击特性计算新方法的可靠性,并进行了温度和水滴当量直径(MVD)对旋翼三维水滴撞击特性的影响分析.结果表明:遮蔽区扩散模型的加入,使二维情况的计算时间减少了22％,并增加了三维情况的计算稳定性,显著提高了旋翼三维水滴撞击特性的计算效率;沿着旋翼桨叶展向位置增大的方向,旋翼桨叶剖面水滴撞击范围有所增大,最大水滴局部收集系数呈先增加后减少再增加的变化趋势,其变化幅度接近50％;旋翼桨叶表面的水滴撞击区域和水滴局部收集系数随水滴当量直径的增加而增加.

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	陈希	南京航空航天大学直升机旋翼动力学国家级重点实验室	4	26	2.0	4.0