本文關(guān)鍵詞：傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)動態(tài)干擾流場模擬方法研究　出處：《南京航空航天大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)是一種集直升機(jī)和固定翼飛機(jī)優(yōu)點(diǎn)于一體的飛行器,它既能進(jìn)行垂直起降又能實(shí)現(xiàn)高速巡航。在傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)過渡飛行過程中,機(jī)身處于復(fù)雜的非定常氣動環(huán)境中,旋翼與機(jī)翼/機(jī)身之間的相互氣動干擾及其嚴(yán)重,對旋翼動態(tài)干擾流場進(jìn)行研究具有十分重要的意義。過去,研究此類問題的手段主要是工程方法和風(fēng)洞試驗(yàn),但工程方法精度低,應(yīng)用范圍有限,風(fēng)洞試驗(yàn)成本高,準(zhǔn)備周期長。近年來,計(jì)算流體力學(xué)(CFD)的迅猛發(fā)展使其在旋翼流場問題研究中得到了廣泛的應(yīng)用,然而傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)在過渡飛行過程中,不但短艙相對機(jī)翼轉(zhuǎn)動,而且旋翼相對短艙以更高的速度旋轉(zhuǎn),在采用CFD方法模擬這個(gè)飛行過程時(shí)存在較大困難。本文主要針對傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)過渡飛行動態(tài)過程模擬中存在的困難開展數(shù)值模擬方法研究,發(fā)展具有工程應(yīng)用價(jià)值的計(jì)算軟件,論文內(nèi)容安排如下:首先對數(shù)值計(jì)算方法進(jìn)行了介紹,包括空間離散方法、時(shí)間離散方法、邊界條件、湍流模型以及低速預(yù)處理等;接下來在分析傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)過渡飛行動態(tài)過程特點(diǎn)基礎(chǔ)上,發(fā)展了基于動力盤模型和重疊網(wǎng)格技術(shù)發(fā)展了傾轉(zhuǎn)旋翼動態(tài)干擾流場數(shù)值模擬方法,其中旋翼對流場的作用采用添加動量源項(xiàng)的方法來實(shí)現(xiàn),并在流場計(jì)算前對旋翼進(jìn)行配平工作,發(fā)動機(jī)短艙的傾轉(zhuǎn)模擬則采用重疊網(wǎng)格技術(shù);最后運(yùn)用所建立的旋翼流場模擬方法,著重研究了傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)飛行時(shí)的動態(tài)干擾流場特性,通過對一系列的算例進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,結(jié)果表明本文發(fā)展的傾轉(zhuǎn)旋翼動態(tài)干擾流場模擬方法是高效和有效的。
[Abstract]:Tilting rotor is a kind of aircraft which integrates the advantages of helicopter and fixed-wing aircraft. It can not only take off and land vertically but also realize high speed cruising. The fuselage is in the complex unsteady aerodynamic environment, the mutual aerodynamic interference between the rotor and the wing / fuselage is serious, so it is very important to study the dynamic disturbance flow field of the rotor. The research methods of this kind of problems are mainly engineering methods and wind tunnel tests, but the precision of engineering methods is low, the scope of application is limited, the cost of wind tunnel tests is high, and the preparation period is long in recent years. With the rapid development of computational fluid dynamics (CFD), it has been widely used in the research of rotor flow field. However, during the transition flight, not only the short cabin is rotated relative to the wing. And the rotor's relatively short capsule rotates at a higher speed. It is difficult to simulate the flight process with CFD method. This paper mainly focuses on the difficulties in the simulation of the transient flight dynamic process of tilting rotorcraft. The content of this paper is as follows: firstly, the numerical method is introduced, including spatial discrete method, time discrete method and boundary condition. Turbulence model and low speed pretreatment; Then on the basis of analyzing the characteristics of the transient flight dynamic process of the tilting rotor, the numerical simulation method of the dynamic interference flow field of the tilting rotor is developed based on the power disk model and overlapping grid technology. The effect of rotor flow field is realized by adding momentum source term, and the rotor is leveled before flow field calculation, and the tilting simulation of engine short cabin is done by overlapping grid technique. Finally, using the established rotor flow field simulation method, the dynamic interference flow field characteristics of tilting rotor are studied emphatically, and a series of numerical examples are calculated. The results show that the developed dynamic interference flow field simulation method for tilting rotor is efficient and effective.
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V211.52

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本文編號：1403165