舰艉空气流场及舰—机动态配合仿真技术研究

发布时间：2017-10-27 18:09

  本文关键词：舰艉空气流场及舰—机动态配合仿真技术研究

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【摘要】：舰艉空气流场是舰载直升机起降过程的主要流动环境,对舰-机动态配合有重要影响,是发生安全事故的主要诱因之一。本文对SFS2简化护卫舰舰艉空气流场开展了风洞吹风试验及CFD仿真计算工作,风洞试验采用PIV方法测得了空间截面上的二维流场,CFD仿真使用FLUENT求解器、RNG k-ε湍流模型计算了风洞缩比和海上全尺寸条件下的定常三维流场,并详细分析了几个风向角下的流场分布特性。然后基于FLIGHTLAB飞行仿真系统建立了“SH-60B”直升机飞行动力学模型,并导入SFS2舰船模型CFD全尺寸仿真定常流场数据,以直升机在飞行甲板起降点上位置保持为动态配合内容,初步计算了该舰-机组合的起降飞行包线。SFS2舰艉空气流场表现出典型的大钝体绕流特征,气流在机库和甲板边缘流动分离形成回流区,回流区内气流速度变化剧烈,是造成甲板上流动紊乱的主要原因。当风向角较小时,直升机位置保持高度区域的甲板流场基本不受机库后方回流区影响,气流以纵向分速度为主,横向分速度与下洗分速度比重小,直升机悬停配平量可以克服较大的来流风速。随着风向角增大,甲板上方气流横向分速度变大,起降点区域受到甲板舷边影响,气流环境变差,直升机悬停的极限风速逐渐减小,又因直升机悬停时滚转姿态和尾桨桨距操纵量增大,左舷风比右舷风更不利于直升机起降。
【关键词】：舰艉空气流场 舰载直升机 CFD PIV 动态配合
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U674.70;V271.492
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 绪论12-18
• 1.1 引言12-15
• 1.2 国内外研究概况15-17
• 1.3 论文研究内容17
• 1.4 论文章节安排17-18
• 第二章 舰艉空气流场试验与仿真研究18-41
• 2.1 PIV风洞试验18-22
• 2.1.1 PIV介绍18-19
• 2.1.2 试验设备19-20
• 2.1.3 试验内容20-21
• 2.1.4 试验数据后处理21-22
• 2.2 CFD仿真22-28
• 2.2.1 CFD介绍22-24
• 2.2.2 网格生成24-25
• 2.2.3 边界条件设置25-26
• 2.2.4 求解策略26-28
• 2.3 数据对比28-30
• 2.4 不同风向角下的舰艉空气流场特性30-41
• 2.4.1 0°风向角30-34
• 2.4.2 左舷 30°风向角34-37
• 2.4.3 左舷 45°风向角37-41
• 第三章 舰-机动态配合仿真建模41-54
• 3.1 FLIGHTLAB介绍41-42
• 3.2“SH-60B”直升机飞行动力学建模42-47
• 3.2.1 坐标系定义43-44
• 3.2.2 主旋翼44-46
• 3.2.3 尾桨46
• 3.2.4 机身46
• 3.2.5 发动机46
• 3.2.6 飞控系统46-47
• 3.3“SH-60B”模型验证47-51
• 3.4 SFS2舰艉空气流场数据导入51-54
• 第四章 起降飞行包线计算54-61
• 4.1 舰载直升机起飞和着舰流程54-56
• 4.2 起降飞行包线仿真计算56-59
• 4.3 结果对比59-61
• 第五章 总结与展望61-63
• 5.1 工作总结61
• 5.2 研究展望61-63
• 参考文献63-66
• 致谢66-67
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文67-68
• 附录68-75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

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3 曲飞;陆超;姜治芳;王涛;;舰船舰面空气流场的CFD数值模拟探讨[J];中国舰船研究;2009年05期

4 赵维义;王占勇;;舰船空气尾流场对直升机着舰的影响研究[J];海军航空工程学院学报;2007年04期

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中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 吕红;舰船周围气流场数值模拟方法及分布规律的研究[D];哈尔滨工程大学;2008年

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本文编号：1104598