隨著艦載直升機(jī)在艦船戰(zhàn)斗體系中扮演著越來越重要的角色,其能否安全、快速起降決定了能否最大限度發(fā)揮艦船的海戰(zhàn)能力。根據(jù)先前研究者們的理論和試驗(yàn)分析表明,直升機(jī)著艦區(qū)域的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)其起降過程產(chǎn)生較明顯的影響。但在數(shù)值模擬方面,以前多是將艦船尾流場(chǎng)與旋翼流場(chǎng)分開討論,再通過提取某一流場(chǎng)信息到另一流場(chǎng)中進(jìn)行研究,卻忽略了兩種流場(chǎng)會(huì)發(fā)生相互作用的情況。本文綜合考慮了兩種流場(chǎng)相互干擾的特性,采用FLUENT、ICEM等商業(yè)軟件,構(gòu)建了艦船/直升機(jī)系統(tǒng)模型,對(duì)著艦域的耦合流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬。主要研究?jī)?nèi)容如下:首先,通過動(dòng)量源方法對(duì)旋翼流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬,并對(duì)比試驗(yàn)數(shù)據(jù),以驗(yàn)證該方法是否適用于模擬旋翼流場(chǎng)。其次,采用某型護(hù)衛(wèi)艦為模型,研究了艦船來流風(fēng)向、表面建筑物以及在航行過程中的傾斜、搖擺對(duì)艦船尾部流場(chǎng)的影響。然后,在艦船尾流場(chǎng)研究的基礎(chǔ)上,結(jié)合動(dòng)量源方法,采用某型直升機(jī)為模型對(duì)著艦域附近的耦合流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬,并與簡(jiǎn)單疊加流場(chǎng)做出對(duì)比,進(jìn)一步證明該方法適用于研究耦合流場(chǎng)。再次,針對(duì)直升機(jī)著艦過程中流場(chǎng)的變化以及直升機(jī)各氣動(dòng)力的變化進(jìn)行分析,研究機(jī)庫(kù)門頂層遮擋物對(duì)旋翼及機(jī)身各氣動(dòng)力的影響,在此基礎(chǔ)上根據(jù)來流風(fēng)向的變化指出了適合直升機(jī)著艦的最佳路徑。最后,對(duì)后續(xù)風(fēng)洞試驗(yàn)所需的相似準(zhǔn)則建立了數(shù)值計(jì)算模型,通過計(jì)算結(jié)果的分析,得到了適用于試驗(yàn)的縮比尺寸。通過本文的研究可知,采用6)-模型和混合網(wǎng)格能夠有效模擬艦船尾流場(chǎng)的流場(chǎng)特性,并能進(jìn)一步得到著艦域耦合流場(chǎng)的流動(dòng)結(jié)構(gòu)特征和流動(dòng)參數(shù)分布規(guī)律,這對(duì)分析直升機(jī)著艦過程的受力情況和指導(dǎo)直升機(jī)的著艦方式有所助益。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：V211.52;U674.70
【部分圖文】：

=0 0 00 0 1/0000， 為當(dāng)?shù)匾羲? ，進(jìn)一步可知這四個(gè)特征值代表了該 沿特征線 = ± 不變，稱為 Rieman速問題，有 Riemann 不變量= += 內(nèi)場(chǎng)法向速度值， 代表來流法向速度值變換，可得：= ( + )= ( + )法向速度和音速。

如圖2.4 所示，兩者轉(zhuǎn)換關(guān)系如下：=cos sin sin cos sin0 cos sinsin sin cos cos cos× （2.20）其中， 代表槳盤側(cè)倒角， 代表槳盤后倒角。顯然，當(dāng)槳盤處于懸停狀態(tài)時(shí)， = = 0，( , , )為兩種坐標(biāo)系的原點(diǎn)，也即槳盤中心位置。

圖 2.5 槳盤直角坐標(biāo)系與槳盤圓柱坐標(biāo)系關(guān)系圖項(xiàng)推導(dǎo)的氣流速度（包含了誘導(dǎo)速度）在計(jì)算域直角坐（2.21）轉(zhuǎn)化為槳盤直角坐標(biāo)系下的各方向的速一微元 為例，此時(shí)槳葉的方位角為 且微元所的剖面。圖 2.6 微元剖面角度、來流及升阻力示意圖記入槳葉的一階揮舞項(xiàng)的情況為例，即 =
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