基于滑移網(wǎng)格的螺旋槳滑流影響研究

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1、第４３卷第６期航空計(jì)算技術(shù)Ｖｏｌ．４３Ｎｏ．６２０１３年１１月ＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＣｏｍｐｕｔｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅＮｏｖ．２０１３基于滑移網(wǎng)格的螺旋槳滑流影響研究高飛飛，顏洪（中航工業(yè)西安航空計(jì)算技術(shù)研究所，陜西西安７１００６８）摘要：基于滑移網(wǎng)格技術(shù)，通過(guò)采用準(zhǔn)定常Ｎ桘Ｓ方法，分析研究螺旋槳滑流對(duì)全機(jī)氣動(dòng)特性的干擾影響。以某帶四臺(tái)螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)的巡航構(gòu)型為例，對(duì)比研究滑移交界面的影響，確立準(zhǔn)確的滑移交界面建立方式，進(jìn)而重點(diǎn)對(duì)某帶后緣襟翼的螺旋槳飛機(jī)的流場(chǎng)特性進(jìn)行計(jì)算分析，研究螺旋槳滑流對(duì)全機(jī)流場(chǎng)和氣動(dòng)性能的影響。數(shù)值計(jì)算表明：提出的用于

2、研究螺旋槳滑流影響效應(yīng)的滑移網(wǎng)格方法，是螺旋槳飛機(jī)設(shè)計(jì)評(píng)估的一種有效數(shù)值模擬手段，可簡(jiǎn)化動(dòng)靜網(wǎng)格的數(shù)據(jù)交換，具有一定的工程實(shí)用價(jià)值。關(guān)鍵詞：螺旋槳滑流；滑移網(wǎng)格技術(shù)；準(zhǔn)定常方法中圖分類號(hào)：Ｖ２１１文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ文章編號(hào)：１６７１桘６５４Ｘ（２０１３）０６桘００４２桘０４ResearchonEffectofPropellerSlipstreamBasedonSlidingMeshMethodＧＡＯＦｅｉ桘ｆｅｉ，ＹＡＮＨｏｎｇ（Xi′anAeronauticsComputingTechniqueResearchInstitute，AVIC，Xi′

3、an７１００６８，China）Abstract：Ｔｈｅａｒｔｉｃｌｅｓｔｕｄｙｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｐｒｏｐｅｌｌｅｒｓｌｉｐｓｔｒｅａｍｏｎｔｈｅａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｗｉｔｈｔｈｅｑｕａｓｉ桘ｓｔｅａｄｙｍｅｔｈｏｄ，ｗｈｉｃｈｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｌｉｄｉｎｇｍｅｓｈｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｆｌｏｗｆｉｅｌｄａｒｏｕｎｄａｆｏｕｒｅｎｇｉｎｅｔｕｒｂｏ桘ｐｒｏｐｗｉｎｇｂｏｄｙｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｉｓｓｉｍｕｌａｔｅｄｆｉｒｓｔｌｙ．Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｃｏｎｔｒａｓｔｉｖｅ

4、ｓｔｕｄｙｏｆｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｓｌｉｄｉｎｇｉｎｔｅｒｆａｃｅ，ｔｈｅａｃｃｕｒａｔｅｓｅｔｕｐｍｅｔｈｏｄｏｆｓｌｉｄｉｎｇｉｎｔｅｒｆａｃｅｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｔｈｅｎｔｈｅｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｆｌｏｗｆｉｅｌｄａｒｏｕｎｄａｔｗｏｅｎｇｉｎｅｔｕｒｂｏ桘ｐｒｏｐｗｉｎｇｂｏｄｙｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｉｓｓｉｍｕｌａｔｅｄｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｐｒｏｐｅｌｌｅｒｓｌｉｐｓｔｒｅａｍｏｎｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｆｌｏｗｆｉｅｌｄａｎｄａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃａｒｅ

5、ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｏｎｗｉｎｇｓｕｒｆａｃｅａｎｄｔｈｅｉｎｃｒｅｍｅｎｔｏｆｌｉｆｔａｎｄｄｒａｇｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｐｒｏｐｅｌｌｅｒｓｌｉｐｓｔｒｅａｍ．Ｔｈｉｓｓｔｕｄｙｐｒｏｖｉｄｅｓａｖａｌｉｄｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒｐｒｏｐｅｌｌｅｒ桘ｄｒｉｖｅｎａｉｒｃｒａｆｔｄｅｓｉｇｎａｎｄｐｏｓｓｅｓｓｅｓｈｉｇｈｅｒｕｔｉｌｉｔｙｖａｌｕｅｉｎｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Keyw

6、ords：ｐｒｏｐｅｌｌｅｒｓｌｉｐｓｔｒｅａｍ；ｓｌｉｄｉｎｇｍｅｓｈｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｑｕａｓｉ桘ｓｔｅａｄｙｍｅｔｈｏｄ引言分析研究了螺旋槳滑流對(duì)全機(jī)氣動(dòng)特性的影響，為螺旋槳飛機(jī)設(shè)計(jì)評(píng)估提供了一種有效的數(shù)值模擬手段。螺旋槳飛機(jī)是用螺旋槳將發(fā)動(dòng)機(jī)的功率轉(zhuǎn)化為推進(jìn)力的飛機(jī)，在低亞音速飛行時(shí)具有拉力大、推進(jìn)效率高、經(jīng)濟(jì)性能好等優(yōu)點(diǎn)，這使其在軍用運(yùn)輸機(jī)和支線客１滑移網(wǎng)格技術(shù)［１］機(jī)領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。但是高速旋轉(zhuǎn)的螺旋滑移網(wǎng)格技術(shù)使用兩個(gè)或多個(gè)計(jì)算區(qū)域，每一個(gè)槳會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的滑流，滑流作為一個(gè)被螺旋槳加速的計(jì)算區(qū)域與其相鄰的區(qū)域存在分界面，

7、相鄰計(jì)算區(qū)域流管，其流動(dòng)特性比較復(fù)雜，它會(huì)對(duì)機(jī)身機(jī)翼及上面的的分界面形成“網(wǎng)格的分界”形式，相隔計(jì)算區(qū)域會(huì)關(guān)其他部件產(chǎn)生干擾，從而明顯影響飛機(jī)的升力、阻力、于網(wǎng)格分界面運(yùn)動(dòng)?；凭W(wǎng)格技術(shù)允許相鄰網(wǎng)格之間［２］相對(duì)滑動(dòng)，因而交界面網(wǎng)格兩側(cè)的網(wǎng)格點(diǎn)可以不是嚴(yán)穩(wěn)定性和配平等氣動(dòng)特性。因此，準(zhǔn)確地模擬螺旋槳滑流流場(chǎng)和滑流對(duì)飛機(jī)氣動(dòng)特性的干擾影響一直是格的一一對(duì)應(yīng)?；凭W(wǎng)格技術(shù)的關(guān)鍵是計(jì)算流進(jìn)和流［３］出每個(gè)網(wǎng)格分界面單元的通量。ＣＦＤ領(lǐng)域關(guān)注的問(wèn)題之一。本文針對(duì)螺旋槳滑流的影響這一問(wèn)題深入展開(kāi)研本文在螺旋槳滑流數(shù)值計(jì)算中引入了圓柱狀的滑究。基于滑移網(wǎng)格

8、技術(shù)［４］，通過(guò)采用準(zhǔn)定常Ｎ桘Ｓ方法移交界面，通過(guò)選用一個(gè)圓柱體將螺旋槳飛機(jī)的旋轉(zhuǎn)收稿日期：２０１３－０７－２５修訂日期：２０１３－１１－０３基金項(xiàng)目