開發(fā)了一套適用于懸停狀態(tài)旋翼槳尖渦高精度數(shù)值模擬研究的計算分析程序。采用五階Roe-WENO格式來降低旋翼尾跡區(qū)域內(nèi)的數(shù)值耗散。采用結(jié)構(gòu)網(wǎng)格動態(tài)面搭接技術(shù)實現(xiàn)旋翼的旋轉(zhuǎn)運動,同時該技術(shù)還解決了對流動關(guān)注區(qū)域進行網(wǎng)格加密引起遠場網(wǎng)格數(shù)量劇增的問題。針對RANS方法對復(fù)雜湍流流動模擬能力不足的問題,對RANS/LES混合方法進行了研究,開發(fā)了基于IDDES方法的計算程序。首先以串列雙圓柱繞流問題為算例,驗證了所采用的IDDES方法和面搭接技術(shù)的可靠性。然后分別采用RANS方法和IDDES方法針對旋翼懸停狀態(tài)流場進行了數(shù)值模擬對比分析,從旋翼槳尖渦的渦強度、渦核位置、渦核直徑以及槳尖渦渦核附近氣流速度型分布等方面對旋翼槳尖渦結(jié)構(gòu)的細節(jié)特征進行了比較系統(tǒng)的分析。計算結(jié)果表明,在相同的網(wǎng)格分布下,IDDES方法計算得到的結(jié)果較RANS方法更為接近實驗結(jié)果,同時IDDES的計算結(jié)果還捕捉到了與實際情況相符的細小蠕蟲渦結(jié)構(gòu)與槳尖渦的"渦對"等細節(jié)現(xiàn)象,有利于深入研究旋翼繞流機理及相關(guān)問題。 

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【文章目錄】：
1 數(shù)值分析方法
    1.1 控制方程
    1.2 五階Roe-WENO格式
    1.3 結(jié)構(gòu)網(wǎng)格動態(tài)面搭接技術(shù)
    1.4 IDDES方法
2 算例驗證
    2.1 計算模型及網(wǎng)格
    2.2 計算結(jié)果分析
3 旋翼懸停狀態(tài)槳尖渦數(shù)值模擬
    3.1 Caradonna-Tung旋翼懸停算例
    3.2 某單槳葉旋翼懸停算例
4 結(jié)論



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