基于CFD-DEM耦合数值模拟的全尺寸直升机沙盲形成机理

• 作者: 史勇杰 吴林波 徐国华 胡健平
• 来源期刊: 航空学报
• 学科: 航空航天
• 关键词: 地面效应 沙盲 计算流体动力学 直升机 耦合离散单元法
• 年，卷（期）: 2020,（3）
• 所属期刊栏目: 流体力学与飞行力学
• 页码范围: 154-168
• 页数: 15页
• 分类号: V211.52
• 语种: 中文

摘要

为了研究直升机发生沙盲时沙尘云在悬停流场中的状态和分布规律,采用基于雷诺平均Navier Stokes方程和Menter剪切应力输运(SST)κ-ω湍流模型的数值模型,通过应用程序编程接口耦合基于Hertz-Mindlin (No Slip)碰撞接触模型的离散元模型,并基于“多球法”构建了更加真实的非球形沙尘颗粒,计算了沙尘颗粒在流场中的运动和分布状态.与可得到的试验结果进行对比,验证了数值方法的有效性,并进行了地效状态旋翼拉力系数、桨尖涡位置以及沙尘云形成的宏观轮廓图的计算.应用所建立的方法,对不同悬停高度的直升机地效流场进行了计算,给出了流场的涡量以及速度云图,着重对比了不同悬停高度下沙尘云中沙尘颗粒速度和分布情况,分析了地效流场对沙尘颗粒状态的影响及沙尘云的形成机理,并计算出了沙尘云宏观分布图.结果 表明:流场中大部分沙尘颗粒只能在地表随流场扩散而并不能形成沙尘云;沙尘云中外层空间的沙尘浓度比内层高;位于桨盘平面下层区域的沙尘颗粒以径向运动为主,切向速度较小,而位于桨盘平面上层的沙尘颗粒速度方向各异,速度大小接近.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	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
2	史勇杰	南京航空航天大学直升机旋翼动力学国家级重点实验室	43	191	9.0	11.0
3	吴林波		8	10	1.0	3.0
4	胡健平	南京航空航天大学直升机旋翼动力学国家级重点实验室	1	0	0.0	0.0