翼上螺旋桨构型耦合气动特性及翼型优化设计

发布时间：2022-01-23 19:57

　　针对半环形式翼上螺旋桨构型,研究了螺旋桨-机翼耦合流场特性,并以短距起降（STOL）状态最优升阻特性为目标对机翼翼型进行全局优化。首先,针对螺旋桨-气动面耦合构型,通过动量源法与真实桨叶模型CFD的计算对比,分析动量源法用于该构型设计分析的可行性。其次,为得到有利于桨-翼耦合特征的新翼型,建立了翼上螺旋桨构型自由型面变形（FFD）参数化模型,采用遗传算法对翼上螺旋桨构型机翼翼型进行全局寻优设计,分析了优化翼型参数及流场变化规律。最后,将优化翼型用于三维半环形机翼,分析其流场特性与二维计算结果的异同,验证二维翼型优化的有效性。结果表明:真实桨叶多重参考系（MRF）方法不能准确计算翼上螺旋桨构型下的流场结构,而动量源法计算结果与真实桨叶滑移网格非定常方法较为吻合;采用二维动量源CFD方法进行翼型的遗传算法优化是有效的,受半涵道的保护,二维优化翼型的优势在三维构型中得到了有效继承;翼上螺旋桨构型的翼型优化应当着重关注翼面曲率变化,在本文计算状态下,通过增加桨盘附近翼面曲率、保持附着流动来加强Coanda效应,有效实现了气动增升,优化后机翼升力提高了22.51%,显著减弱桨盘后高压区并产生二次... 

【文章来源】：航空学报. 2019,40(08)北大核心EICSCD

【文章页数】：15 页

【文章目录】：
1 数值模拟方法
    1.1 涵道螺旋桨计算与试验验证
    1.2 半涵道模型
    1.3 半环形机翼模型
2 OTWP构型翼型优化
    2.1 基准OTWP二维构型及其参数化
    2.2 优化方法
    2.3 优化结果
3 三维CW优化构型
    3.1 CW构型气动特性
    3.2 优化构型流场特性
4 结论


【参考文献】：
期刊论文
[1]垂直起降飞机新型气动布局设计分析[J]. 王红波,祝小平,周洲,张阳.  西北工业大学学报. 2017(02)
[2]涵道螺旋桨气动特性数值模拟[J]. 李晓华,郭正,陈清阳.  国防科技大学学报. 2015(04)
[3]桨尖间隙和双桨间距对涵道螺旋桨气动性能的影响[J]. 苏运德,叶正寅,许和勇.  航空动力学报. 2014(06)
[4]涵道螺旋桨与孤立螺旋桨气动特性的数值模拟对比[J]. 许和勇,叶正寅.  航空动力学报. 2011(12)
[5]基于动量源方法的涵道尾桨CFD分析[J]. 宋长红,林永峰,陈文轩,刘衍涛.  直升机技术. 2009(01)
[6]共轴式双旋翼流动的 N-S 方程模拟[J]. 童自力,孙茂.  航空学报. 1998(01)

博士论文
[1]螺旋桨滑流数值模拟方法及气动干扰研究[D]. 夏贞锋.西北工业大学 2015



本文编号：3605054