舰面流场中起动位置对旋翼瞬态气弹响应影响

发布时间：2021-07-23 12:42

　　为研究舰面流场中直升机起动位置对旋翼瞬态气弹响应影响,通过CFD方法模拟得到舰面流场速度分布信息。旋翼动力学建模采用非线性准定常气动模型和中等变形梁假设,结合不同起动位置对动力学方程进行求解。结果表明:直升机起动位置越靠近舰艏和左舷,桨叶负向挥舞越大。在甲板中心1m范围内,最靠近舰艏和左舷的位置负向最大位移可达15.9%旋翼半径,中心处负向最大位移仅为8.5%旋翼半径,源于靠近舰艏和左舷位置垂向气流变化梯度明显高于舰艉和右舷。研究表明舰面流场垂向气流变化梯度对旋翼瞬态气弹响应影响明显,改变直升机起动位置能有效降低旋翼瞬态气弹响应。 

【文章来源】：航空动力学报. 2020,35(01)北大核心EICSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

坐标系

取湍流系数为0.2时，本文的模拟值与Keller[3]的模拟值和实验值[1]表现出良好的吻合性，见图2，表明该模型可用来预测舰面旋翼瞬态气弹响应。2 流场数值模拟

本文流场计算采用文献[4]的方法，舰船模型选用特征舰船（SFS2）模型，SFS2模型结构相对简单，产生的舰面流场符合典型护卫舰的各项参数，且国内外对该模型的相关风洞实验已经相当成熟，因此实验数据有较高可信度。SFS2模型尺寸如图3所示。网格划分采用非结构化网格，网格划分如图4所示。假设海面为刚性平面，壁面条件设定为无滑移壁面，入口设定为速度入口条件，出口设定为压力出口条件，湍流模型选用Spalart-Allmaras模型。CFD求解的平均速度垂向分量与文献[4]中的风洞实验数据对比如图5所示。所测量的直线位于与机库等高的飞行甲板长度1/2处，长度为甲板宽度的2倍。图5中横坐标为甲板宽度方向坐标yship与甲板宽度b的比值，纵坐标为垂向速度w与来流速度V∞的比值。图4 舰船模型网格划分

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于直升机舰面起降动态仿真的风限图计算[J]. 吉洪蕾,赵辉,陈仁良,吴文韬.  航空学报. 2018(11)
[2]舰船升沉运动对旋翼瞬态气弹响应影响分析[J]. 韩东,高正,王浩文.  空气动力学学报. 2007(04)
[3]舰船纵横摇运动对旋翼瞬态气弹响应影响分析[J]. 韩东,王浩文,高正.  直升机技术. 2007(03)
[4]铰接式旋翼舰面瞬态气弹响应及参数研究[J]. 韩东,高正,王浩文,张虹秋.  空气动力学学报. 2007(01)
[5]跷跷板旋翼舰面瞬态气弹响应分析及抑制方法[J]. 韩东,高正,王浩文,李昕柏.  航空动力学报. 2006(04)
[6]舰面直升机旋翼瞬态气弹响应分析[J]. 康浩,高正.  航空动力学报. 2000(01)



本文编号：3299312