資源描述：
《耦合多螺旋槳滑流影響的低雷諾數(shù)機翼設(shè)計.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、航空學報ActaAerOnauticaetAstrOnauticaSinicaJun．252017VoI．38No．6SSN1000．6893CN11．1929／Vhttp：∥hkxb．buaa．edu．cnhkxb@buaa．edu．cnDOI：10．7527／S1000一6893．2016．120813耦合多螺旋槳滑流影響的低雷諾數(shù)機翼設(shè)計王科雷1’2，周洲1’2一，祝小平21．西北工業(yè)大學航空學院，西安7100722．西北工業(yè)大學無人機特種技術(shù)重點實驗室，西安710065摘要：以某型手拋式太陽能無人機(UAV)模型
2、為對象進行考慮多螺旋槳滑流影響的低雷諾數(shù)機翼平面形狀設(shè)計研究。首先，基于升力面理論發(fā)展了準定常求解多螺旋槳／機翼相互氣動干擾問題的渦格法(VLM)程序，并采用建立參考翼型氣動特性數(shù)據(jù)庫的形式發(fā)展了相關(guān)低雷諾數(shù)修正(LRC)方法；然后，通過對翼型、低雷諾數(shù)機翼及單螺旋槳／機翼算例的數(shù)值模擬及與相關(guān)實驗結(jié)果的對比，驗證了本文數(shù)值方法具備模擬低雷諾數(shù)復雜流動問題的可靠性及準確性；最后，對某型手拋式太陽能無人機簡化拉力多螺旋槳／機翼模型進行了直接優(yōu)化設(shè)計及反設(shè)計，并通過具有較高精度的CFD準定常求解技術(shù)對優(yōu)化結(jié)果進行了驗證。結(jié)果
3、表明：以CFD方法計算結(jié)果為參考，本文渦格法程序及低雷諾數(shù)修正方法能夠準確高效地計算相關(guān)低雷諾數(shù)復雜流動問題；傳統(tǒng)未考慮多螺旋槳滑流影響的設(shè)計機翼在實際螺旋槳工作狀態(tài)下將偏離設(shè)計點，機翼氣動特性得不到提高；考慮螺旋槳滑流影響的優(yōu)化設(shè)計方法能夠有效改善機翼阻力特性，相對應(yīng)地，在設(shè)計狀態(tài)下優(yōu)化機翼總阻力能夠降低19．52counts。關(guān)鍵詞：手拋式太陽能無人機；低雷諾數(shù)機翼；多螺旋槳／機翼相互氣動干擾；渦格法；低雷諾數(shù)修正；優(yōu)化設(shè)計；反設(shè)計中圖分類號：V211文獻標識碼：A文章編號：1000—6893(2017)06—120
4、813—13隨著近年來無人機(UAV)技術(shù)的快速發(fā)展，世界各國都在積極拓展民用無人機的應(yīng)用范圍。無人機自身并沒有固定的標簽，它可以如同“互聯(lián)網(wǎng)+”一般被廣泛地應(yīng)用到幾乎所有行業(yè)中，展現(xiàn)出極大的商業(yè)價值和應(yīng)用前景。而中國地域廣闊，存在自然災(zāi)害頻繁發(fā)生且種類繁多、邊境監(jiān)控困難、海洋安全管控較弱等諸多問題，亟需依據(jù)不同領(lǐng)域或行業(yè)的具體需求從各個方面積極提高自身無人機的研發(fā)能力。從邊境巡邏的角度出發(fā)，在無人機平臺安全、可靠的基礎(chǔ)上還需要具備2項能力：①簡單、易操作的起降模式；②足夠大的航程和航時。此時手拋式固定翼太陽能無人機[1
5、1就顯示出其他種類無人機無法比擬的巨大優(yōu)勢。然而，由于此類無人機尺度較小，且飛行速度較低，其低雷諾數(shù)復雜流動特征瞳43極為顯著，數(shù)值模擬難度及氣動設(shè)計難度均相對常規(guī)飛行器較大。作為典型的螺旋槳類飛行器，將螺旋槳滑流影響納入無人機氣動設(shè)計階段將顯得尤為重要。自1986年Kroo[53首次提出在螺旋槳旋轉(zhuǎn)的真實狀態(tài)下進行機翼設(shè)計相比干凈機翼設(shè)計更具意義以來，Veldhuis[6伽及Rakshith[如等相繼對螺旋槳／機翼構(gòu)型各種布局參數(shù)進行了氣動影響數(shù)值研究及氣動布局設(shè)計研究；喬宇航等[10]基于升力收稿日期：2016．09
6、．23；退修日期：2016．12—03；錄用日期：2016—12—19；網(wǎng)絡(luò)出版時間：2017-01—0414：33網(wǎng)絡(luò)出版地址：www．cnki．net／kcms／detail／11．1929．V．20170104．1433．004．htmI基金項目：民機專項(M億一2015-F-009)；陜西省科技統(tǒng)籌(2015KTcQ01—78)*通訊作者．E-mail：zhouzhou@nwpu．edu．cn引用格武；壬科霍．屬涌．祝小平．耦合多螺旋槳滑流影響的低雷諾數(shù)機翼設(shè)計￡J]．航空學報，2017。38(6)：120813
7、．wANGKL，ZHoUz．zHUxP．Aerodynamicdesi田of
8、oW—Reyno
9、ds—numberwinglakingintoaccountthemump
10、eⅣope
11、
12、ers
13、nduceae骨ects!Jj÷ActaAeronaut
14、caetAstmnaullcaslnIca．2017，38(6)：120813．120813．1航空學報線理論，通過對機翼幾何扭轉(zhuǎn)分布的控制達到了降低機翼誘導阻力的目的；徐家寬等[1¨采用基于雷諾平均Navier-Stokes(Reyn01dsAveragedNavier-
15、Stokes，RANs)方程的多重參考坐標系(MultiReferenceFrame，MRF)方法[12_13]對某型運輸機機翼局部區(qū)域剖面翼型進行了考慮螺旋槳滑流影響的氣動優(yōu)化設(shè)計，并且采用Kriging代理模型m。153進一步減少計算量，提高設(shè)計效率。盡管國內(nèi)外眾多學者已經(jīng)針對螺旋槳／機體一體化設(shè)計問題進行了大量
