螺旋槳滑流影響數(shù)值模擬是渦槳飛行器氣動設(shè)計(jì)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),基于非結(jié)構(gòu)混合網(wǎng)格求解器,發(fā)展了嵌入式激勵盤數(shù)值模擬技術(shù)。首先,將螺旋槳拉力、扭矩等載荷轉(zhuǎn)化為源項(xiàng)分布形式,基于結(jié)構(gòu)化形式激勵盤平面網(wǎng)格與非結(jié)構(gòu)混合網(wǎng)格相交運(yùn)算,確定插值單元信息。然后,通過單元插值的形式將源項(xiàng)添加到對應(yīng)的網(wǎng)格單元,并通過標(biāo)準(zhǔn)算例計(jì)算驗(yàn)證了方法的有效性。最后,應(yīng)用該方法對某分布式電推進(jìn)飛機(jī)滑流對全機(jī)氣動特性的影響進(jìn)行了計(jì)算,進(jìn)一步驗(yàn)證了該方法的簡捷性和高效性。研究結(jié)果為考慮滑流影響的渦槳/多旋翼飛行器氣動設(shè)計(jì)提供了更加高效的數(shù)值模擬手段。

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圖1標(biāo)準(zhǔn)模型

圖1為滑流標(biāo)準(zhǔn)模型示意圖,圖2和圖3分別為嵌入式激勵盤及空間網(wǎng)格分布,圖4和圖5分別為馬赫數(shù)分布云圖及空間流線,從圖中可以看出經(jīng)過激勵盤后氣流的加速效果以及流線扭曲效應(yīng)。圖2嵌入式激勵盤

圖3非結(jié)構(gòu)混合網(wǎng)格

圖2嵌入式激勵盤圖4激勵盤滑流馬赫數(shù)

圖4激勵盤滑流馬赫數(shù)

圖3非結(jié)構(gòu)混合網(wǎng)格圖5激勵盤滑流空間流線

圖5激勵盤滑流空間流線

圖4激勵盤滑流馬赫數(shù)圖6給出了激勵盤狀態(tài)下軸向壓力(Cp)分布與風(fēng)洞試驗(yàn)值的對比。由圖可以看出,采用相鄰單元信息進(jìn)行源項(xiàng)插值,用以識別和計(jì)算單元源項(xiàng),獲得了較滿意的數(shù)值模擬結(jié)果,可以用于滑流影響數(shù)值模擬研究。

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