計(jì)算直升機(jī)大角度飛行狀態(tài)的飛行性能、品質(zhì)和載荷需要大迎角和大側(cè)滑角的機(jī)身氣動(dòng)特性數(shù)據(jù)作為設(shè)計(jì)輸入,在直升機(jī)研制過程中,這些數(shù)據(jù)通常采用風(fēng)洞試驗(yàn)和CFD計(jì)算的方法來獲得。為了研究上述兩種方法得到的氣動(dòng)特性數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性,采用CFD方法計(jì)算了3種不同構(gòu)型的直升機(jī)機(jī)身大角度狀態(tài)的氣動(dòng)特性,并與風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析。分析結(jié)果表明,CFD計(jì)算得到的大角度狀態(tài)氣動(dòng)特性結(jié)果變化趨勢(shì)與風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果一致,兩者的差值在部分迎角或側(cè)滑角時(shí)比較大,而兩者的比值基本不隨迎角或側(cè)滑角的變化而變化。研究結(jié)果可為大角度狀態(tài)氣動(dòng)特性CFD計(jì)算結(jié)果修正和CFD計(jì)算方法在直升機(jī)研制中的應(yīng)用提供參考。 

【文章來源】：飛行力學(xué). 2020,38(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

氣動(dòng)布局示意圖

CFD計(jì)算過程中,首先對(duì)風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行幾何修理。計(jì)算模型采用全尺寸模型,包含部件也與風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)Ｐ拖嗤?計(jì)算過程中主槳轂為靜止?fàn)顟B(tài)。之后對(duì)計(jì)算域進(jìn)行網(wǎng)格劃分,采用八叉樹法將整個(gè)流體域劃分為四面體非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格,3種構(gòu)型直升機(jī)計(jì)算模型的網(wǎng)格數(shù)量分別約為220萬、102萬和125萬。以無人直升機(jī)算例樣機(jī)為例,其網(wǎng)格劃分如圖2所示。采用雷諾平均方法對(duì)3種構(gòu)型的直升機(jī)機(jī)身氣動(dòng)特性進(jìn)行計(jì)算,在求解過程中采用S-A湍流模式,該湍流模式能很好地處理低雷諾數(shù)流動(dòng)中粘性影響的邊界層區(qū)域。該模型為一方程模型,增加的輸運(yùn)方程如下:

風(fēng)洞試驗(yàn)和CFD方法獲得的大迎角狀態(tài)氣動(dòng)特性變化如圖3所示。圖中:“C-風(fēng)洞”表示常規(guī)單旋翼直升機(jī)的風(fēng)洞試驗(yàn)值;“C-計(jì)算”表示常規(guī)單旋翼直升機(jī)的CFD計(jì)算值;“W”表示無人直升機(jī);“G”表示共軸式直升機(jī);CD、CL和Cm分別為阻力系數(shù)、升力系數(shù)和俯仰力矩系數(shù)。由圖3可以看出,3種構(gòu)型直升機(jī)的機(jī)身大迎角氣動(dòng)特性風(fēng)洞試驗(yàn)值和CFD計(jì)算值變化趨勢(shì)基本一致。CFD方法能夠比較準(zhǔn)確地計(jì)算出阻力系數(shù)、升力系數(shù)和俯仰力矩系數(shù)的最大值出現(xiàn)位置。風(fēng)洞試驗(yàn)和CFD方法得到的升力系數(shù)和俯仰力矩系數(shù)的斜率也基本相同。2.2 相關(guān)性分析


本文編號(hào)：3511869