共轴刚性旋翼悬停及高速前飞状态气动干扰特性研究

发布时间：2021-09-05 05:33

　　文章建立了一种基于N-S方程的共轴刚性旋翼流场数值模拟方法。通过对比不同前行桨尖马赫数旋翼的实验结果,验证了该方法的准确性和模拟ABC旋翼的适用性。运用商业软件ANSYS ICEM划分非结构化网格,采用了滑移网格和动网格技术,在FLUENT求解器中使用UDF程序实现了桨叶周期变距运动,对在悬停及大速度前飞状态下的XH-59A旋翼流场进行了数值模拟计算。计算结果表明:XH-59A旋翼在悬停状态上旋翼对下旋翼的气动干扰比较大,但随着前飞速度的增加,干扰逐渐减小;上下旋翼间的气动干扰随总距的增加呈先增大后减小的趋势。 

【文章来源】：科技创新与应用. 2020,(10)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

网格计算域划分

湍流模型采用S-A模型，选择SAMPLE二阶隐式求解方法。上旋翼绕Y轴负方向转动，下旋翼反向，转速均为36.11rad/s。圆柱端面及环面设置为远场边界条件。初始条件给定整个流场的标准大气压强和零速度，设置各旋翼的拉力系数和扭矩系数为监视值，当旋翼拉力系数和扭矩系数呈稳定的周期性变化时，认为计算收敛。拉力系数和扭矩系数的定义见公式（1-2）。2 算例验证

采用了Nagashima共轴旋翼[1]和ONERA旋翼[2]两个算例。Nagashima共轴旋翼在悬停状态的气动力与实验值对比结果如图3所示，ONERA旋翼桨尖部分的静压分布与实验值对比结果如图4所示。由图3可以看出，CFD预测的旋翼性能曲线与实验值基本吻合，CFD计算的拉力略小，扭矩略大于实验值。以上误差是由于CFD选用全湍流模型、人工粘性等因素，而实验中有层流和湍流，流动耗散较小。但总体而言误差在可接受的范围之内，说明本文所用的数值计算方法可以适用于旋翼亚音速流场。

【参考文献】：
期刊论文
[1]悬停状态共轴刚性双旋翼非定常流动干扰机理[J]. 朱正,招启军,李鹏.  航空学报. 2016(02)
[2]共轴式直升机上下旋翼之间气动干扰的风洞实验研究[J]. 邓彦敏,陶然,胡继忠.  航空学报. 2003(01)



本文编号：3384772