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《基于混合網(wǎng)格的直升機旋翼∕機身非定常干擾流場數(shù)值模擬方法》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、第47卷第2期2015年4月南京航空航天大學學報JournalofNanjingUniversityofAeronautics&AstronauticsV01.47No.2Apr。2015DOI:10.16356/j.1005—2615.2015.02.002基于混合網(wǎng)格的直升機旋翼/機身非定常干擾流場數(shù)值模擬方法樊楓1林永峰1黃水林1徐國華2(1.中航工業(yè)直升機設(shè)計研究所,景德鎮(zhèn),333001;2.南京航空航天大學直升機旋翼動力學國家級重點實驗室,南京,210016)摘要:基于混合網(wǎng)格建立了一個適合于直升機旋翼/機身非定常干擾流場的數(shù)值模擬方法。其中,采用混合網(wǎng)梧系統(tǒng)生
2、成旋翼/機身干擾流場網(wǎng)格以降低網(wǎng)格生成難度}將二階MUSCL格式和Roe格式相鮚合進行空間離散以提高流場的計算精度;同時引入隱式LU-SGS時間格式和OpenMP并行模式以提高干擾流場的計算效率。應用建立的計算方法,對Georgia和Robin旋翼/機身模型進行了數(shù)值模擬和分析。與試驗結(jié)果良好的相關(guān)性表明了該方法的有效性。關(guān)鍵詞:直升機;混合網(wǎng)格;旋翼;機身;干擾流場;CFD中圈分類號:V211.3文獻標志碼:A文章編號:1005—2615(2015)02一0180—09NumericalSimulationonRotor/FuselageUnsteadyInteract
3、ionFlowfieldBasedonHybridGridFanFeng1,LinYongfeng1,HuangShuilin1,XuGuohua2(1.AVICChinaHelicopterResearchandDevelopmentInstitute,Jingdezhen,333001,China;2.NationalKeyLaboratoryofScienceandTechnologyonRotoreraitAeromechanics,NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics,Nanjing,210016,China)A
4、bstract:Anumericalsimulationmethodforhelicopterrotor/fuselageunsteadyinteractionflowfieldisestablishedbasedonthehybridgrid.Inthismethod,thehybridgridsystemisusedtogenerateflow—fieldgridtoreducethedifficultyofgridgeneration,thecombinationofthesecond—orderMUSCLschemeandRoeschemeisemployedfo
5、rspatialdiscretizationtoimproveprecision,andtheimplicitLU—SGSschemeandOpenMPparallelstrategyareintroducedtoenhanceefficiency.Basedonthedevelopedmethod,simulationsforGeorgiaandRobinrotor/fuselagemodelareconducted,andthegoodagreementbetweensimulationresultsandexperimentaldatademonstratesthe
6、effectivenessofthepresentedmethod.Keywords:helicopter;hybridgrid;rotor;fuselage;interactionflowfiled;CFD旋翼/機身非定常干擾流場的數(shù)值模擬一直是直升機空氣動力學領(lǐng)域中具有挑戰(zhàn)性的研究內(nèi)容之一[1]?,F(xiàn)代直升機的設(shè)計趨勢正朝著大槳盤載荷和緊湊的結(jié)構(gòu)設(shè)計方向發(fā)展,這預示著更加強烈的旋翼下洗流以及更小的旋翼/機身間距,這會引起愈加嚴重的旋翼/機身干擾問題。機身的存在阻收稿日期:2015—01—15;修訂日期:2015-02—15通信作者:樊楓,男,工程師,E-mail:fan
7、feng@nuaa.edu.cn。本文已收編于2014年全國直升機年會內(nèi)部交流論文集。礙了旋翼尾跡的自由發(fā)展,從而對旋翼的氣動性能產(chǎn)生一定影響。反過來,機身處于緊靠旋翼槳盤的下方,旋翼產(chǎn)生的下洗流將直接打在機身上,這會使得機身產(chǎn)生一定的向下載荷;同時,旋翼槳尖渦在向下游運動的過程中也常常與機身靠近通過,甚至直接與機身相碰,由此引起的渦一面干擾會使機第2期樊楓,等:基于混合網(wǎng)格的直升機旋翼/機身非定常干擾流場數(shù)值模擬方法181身產(chǎn)生較嚴重的振動載荷。因此,圍繞旋翼/機身干擾問題展開深入的研究具有重要的學術(shù)意義和實際應用價值。在旋