艦載直升機(jī)的著艦域流場(chǎng)、動(dòng)態(tài)著艦過(guò)程和起降風(fēng)限圖的研究是直升機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)和飛行動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域的重要課題。本文一方面開(kāi)展了適用于艦載直升機(jī)著艦域耦合流場(chǎng)分析的CFD方法研究,并嘗試提出一種新的可用于直升機(jī)動(dòng)態(tài)著艦流場(chǎng)分析的模型,稱(chēng)之為“嵌套作用盤(pán)”模型。另一方面,建立了一個(gè)耦合作用盤(pán)CFD方法的艦載直升機(jī)配平計(jì)算模型,并在此基礎(chǔ)上深入地開(kāi)展了直升機(jī)著艦風(fēng)限圖的計(jì)算與分析。主要研究?jī)?nèi)容如下:作為前提和背景,本文首先闡述了論文的研究目的,概述了艦載直升機(jī)著艦域流場(chǎng)和直升機(jī)起降風(fēng)限圖的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,指出了目前該領(lǐng)域研究方法的不足及技術(shù)難點(diǎn),并提出了本文擬采用的研究途徑。在第二章,結(jié)合艦船尾流與旋翼流場(chǎng)的特點(diǎn),基于作用盤(pán)和運(yùn)動(dòng)嵌套網(wǎng)格方法,分別建立了兩種適合于直升機(jī)著艦域耦合流場(chǎng)分析的數(shù)值計(jì)算模型,并進(jìn)行了相關(guān)算例計(jì)算,驗(yàn)證了方法的有效性。然后,應(yīng)用所建立的直升機(jī)著艦域流場(chǎng)CFD計(jì)算方法,深入開(kāi)展了艦船尾流場(chǎng)的氣動(dòng)特性研究,著重分析了有無(wú)上層建筑物以及風(fēng)向角的變化對(duì)艦船尾流場(chǎng)的影響。同時(shí),針對(duì)艦載直升機(jī)著艦域耦合流場(chǎng)的干擾特性進(jìn)行了計(jì)算分析,并對(duì)作用盤(pán)及運(yùn)動(dòng)嵌套網(wǎng)格兩種方法的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,得... 

【文章來(lái)源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：108 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

世界典型艦載直升機(jī)機(jī)型（圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)）

（a）在 YP676 艦船甲板上安裝超聲風(fēng)速儀 （b）甲板上方直升機(jī)旋翼下洗流測(cè)速試驗(yàn)圖 1.2 實(shí)船測(cè)量方法（圖片來(lái)源網(wǎng)絡(luò)）風(fēng)洞試驗(yàn)在艦船尾流場(chǎng)的研究中應(yīng)用已比較廣泛，國(guó)內(nèi)外都開(kāi)展了不少相關(guān)研究工作。相比于實(shí)船測(cè)量，風(fēng)洞試驗(yàn)的方法安全性高且不受天氣因素的干擾。不過(guò)由于其采用縮比模型，達(dá)不到實(shí)船測(cè)量環(huán)境下的雷諾數(shù)，無(wú)法完全還原真實(shí)流場(chǎng)；而且風(fēng)洞壁的存在以及測(cè)量傳感器的影響都會(huì)帶來(lái)一定的試驗(yàn)誤差。（a）直升機(jī)近甲板平面的 PIV 測(cè)量試驗(yàn)[9]（b）YP676 艦船模型 12 孔探針測(cè)速試驗(yàn)[10]

直升機(jī)/艦船耦合流場(chǎng)的 CFD 模擬及風(fēng)限圖計(jì)算方法，該方法不能較真實(shí)地反映著艦域流場(chǎng)的信息，但也能對(duì)著艦流場(chǎng)做一些定性分析。不過(guò)，國(guó)外最近有少量研究采用所謂的“雙向耦合”方法[23]開(kāi)展著艦域流場(chǎng)模擬，即在整個(gè)計(jì)算過(guò)程中實(shí)時(shí)地交換艦船尾流與直升機(jī)的流場(chǎng)信息，以便能真實(shí)地反映著艦域空氣流場(chǎng)特性。鑒于此，本文也將采用“雙向耦合”方法來(lái)分析艦/機(jī)耦合狀態(tài)的著艦域流場(chǎng)特性。該方法的實(shí)現(xiàn)以 CFD 商業(yè)軟件為基礎(chǔ)，采用作用盤(pán)以及嵌套網(wǎng)格模型分別模擬旋翼的作用。與先前工作不同的是，本文還針對(duì)艦載直升機(jī)動(dòng)態(tài)著艦過(guò)程開(kāi)展研究，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)間跨度較長(zhǎng)的動(dòng)態(tài)著艦過(guò)程的模擬，將作用盤(pán)方法和運(yùn)動(dòng)嵌套網(wǎng)格方法相結(jié)合，提出了一種新的計(jì)算模型——“嵌套作用盤(pán)”模型（第四章將詳細(xì)論述），該模型可實(shí)時(shí)地模擬動(dòng)態(tài)著艦過(guò)程中流場(chǎng)信息的變化。1.2.2 艦載直升機(jī)安全著艦風(fēng)限圖的研究艦載直升機(jī)的起降風(fēng)限圖是另一個(gè)重要研究方面。直升機(jī)在艦船甲板起降比陸地環(huán)境下要復(fù)雜很多，對(duì)于某一特定的直升機(jī)和艦船組合，在不同的晝夜環(huán)境、海況條件和不同的進(jìn)場(chǎng)方式下，直升機(jī)在相應(yīng)艦船上起降時(shí)不同風(fēng)速、不同風(fēng)向的最大安全包絡(luò)線(xiàn)，即為風(fēng)限圖[31]。如圖 1.5 所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]復(fù)合式共軸剛性旋翼直升機(jī)氣動(dòng)干擾及飛行特性分析[D]. 張銀.南京航空航天大學(xué) 2014



本文編號(hào)：2907374