艦載直升機(jī)的著艦域流場、動態(tài)著艦過程和起降風(fēng)限圖的研究是直升機(jī)空氣動力學(xué)和飛行動力學(xué)領(lǐng)域的重要課題。本文一方面開展了適用于艦載直升機(jī)著艦域耦合流場分析的CFD方法研究,并嘗試提出一種新的可用于直升機(jī)動態(tài)著艦流場分析的模型,稱之為“嵌套作用盤”模型。另一方面,建立了一個耦合作用盤CFD方法的艦載直升機(jī)配平計算模型,并在此基礎(chǔ)上深入地開展了直升機(jī)著艦風(fēng)限圖的計算與分析。主要研究內(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)著艦域流場和直升機(jī)起降風(fēng)限圖的國內(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的特點(diǎn),基于作用盤和運(yùn)動嵌套網(wǎng)格方法,分別建立了兩種適合于直升機(jī)著艦域耦合流場分析的數(shù)值計算模型,并進(jìn)行了相關(guān)算例計算,驗證了方法的有效性。然后,應(yīng)用所建立的直升機(jī)著艦域流場CFD計算方法,深入開展了艦船尾流場的氣動特性研究,著重分析了有無上層建筑物以及風(fēng)向角的變化對艦船尾流場的影響。同時,針對艦載直升機(jī)著艦域耦合流場的干擾特性進(jìn)行了計算分析,并對作用盤及運(yùn)動嵌套網(wǎng)格兩種方法的計算結(jié)果進(jìn)行了對比,得... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：108 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

世界典型艦載直升機(jī)機(jī)型（圖片來自網(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)旋翼下洗流測速試驗圖 1.2 實船測量方法（圖片來源網(wǎng)絡(luò)）風(fēng)洞試驗在艦船尾流場的研究中應(yīng)用已比較廣泛，國內(nèi)外都開展了不少相關(guān)研究工作。相比于實船測量，風(fēng)洞試驗的方法安全性高且不受天氣因素的干擾。不過由于其采用縮比模型，達(dá)不到實船測量環(huán)境下的雷諾數(shù)，無法完全還原真實流場；而且風(fēng)洞壁的存在以及測量傳感器的影響都會帶來一定的試驗誤差。（a）直升機(jī)近甲板平面的 PIV 測量試驗[9]（b）YP676 艦船模型 12 孔探針測速試驗[10]

直升機(jī)/艦船耦合流場的 CFD 模擬及風(fēng)限圖計算方法，該方法不能較真實地反映著艦域流場的信息，但也能對著艦流場做一些定性分析。不過，國外最近有少量研究采用所謂的“雙向耦合”方法[23]開展著艦域流場模擬，即在整個計算過程中實時地交換艦船尾流與直升機(jī)的流場信息，以便能真實地反映著艦域空氣流場特性。鑒于此，本文也將采用“雙向耦合”方法來分析艦/機(jī)耦合狀態(tài)的著艦域流場特性。該方法的實現(xiàn)以 CFD 商業(yè)軟件為基礎(chǔ)，采用作用盤以及嵌套網(wǎng)格模型分別模擬旋翼的作用。與先前工作不同的是，本文還針對艦載直升機(jī)動態(tài)著艦過程開展研究，為了實現(xiàn)對時間跨度較長的動態(tài)著艦過程的模擬，將作用盤方法和運(yùn)動嵌套網(wǎng)格方法相結(jié)合，提出了一種新的計算模型——“嵌套作用盤”模型（第四章將詳細(xì)論述），該模型可實時地模擬動態(tài)著艦過程中流場信息的變化。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)場方式下，直升機(jī)在相應(yīng)艦船上起降時不同風(fēng)速、不同風(fēng)向的最大安全包絡(luò)線，即為風(fēng)限圖[31]。如圖 1.5 所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]機(jī)庫門開合對艦載直升機(jī)著艦域流場的影響研究[J]. 黃斌,徐國華,史勇杰.  南京航空航天大學(xué)學(xué)報. 2015(02)
[2]基于黎曼不變量的P-M流動邊界條件分析[J]. 雷燕,盧文科,李媛媛.  武漢大學(xué)學(xué)報(理學(xué)版). 2014(04)
[3]護(hù)衛(wèi)艦氣流場數(shù)值計算研究[J]. 郜冶,劉長猛.  哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報. 2013(05)
[4]艦載機(jī)著艦過程的艦尾氣流場數(shù)值仿真分析[J]. 呂開東,李新飛,姜邁,朱齊丹.  飛行力學(xué). 2013(01)
[5]某型艦載直升機(jī)著艦風(fēng)限圖的計算[J]. 章曉冬,侯志強(qiáng),胡國才,劉志鵬.  四川兵工學(xué)報. 2012(10)
[6]典型艦艇空氣尾流特性分析[J]. 陳繼祥,朱旭程,王強(qiáng),劉濟(jì)民.  海軍航空工程學(xué)院學(xué)報. 2012(05)
[7]渦判據(jù)在孔腔渦旋流動拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用[J]. 胡子俊,張楠,姚惠之,楊子軒.  船舶力學(xué). 2012(08)
[8]艦船艦面空氣流場的CFD數(shù)值模擬探討[J]. 曲飛,陸超,姜治芳,王濤.  中國艦船研究. 2009(05)
[9]不同工況條件對艦船艦面空氣流場的影響[J]. 陸超,姜治芳,王濤.  艦船科學(xué)技術(shù). 2009(09)
[10]世界艦載直升機(jī)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 崔翰明,許建華,曾慶吉,孫虎.  直升機(jī)技術(shù). 2009(02)

碩士論文
[1]復(fù)合式共軸剛性旋翼直升機(jī)氣動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：2907374