為了研究直升機(jī)發(fā)生沙盲時(shí)沙塵云在懸停流場(chǎng)中的狀態(tài)和分布規(guī)律,采用基于雷諾平均Navier-Stokes方程和Menter剪切應(yīng)力輸運(yùn)(SST)k-ω湍流模型的數(shù)值模型,通過(guò)應(yīng)用程序編程接口耦合基于Hertz-Mindlin(No Slip)碰撞接觸模型的離散元模型,并基于"多球法"構(gòu)建了更加真實(shí)的非球形沙塵顆粒,計(jì)算了沙塵顆粒在流場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)和分布狀態(tài)。與可得到的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了數(shù)值方法的有效性,并進(jìn)行了地效狀態(tài)旋翼拉力系數(shù)、槳尖渦位置以及沙塵云形成的宏觀輪廓圖的計(jì)算。應(yīng)用所建立的方法,對(duì)不同懸停高度的直升機(jī)地效流場(chǎng)進(jìn)行了計(jì)算,給出了流場(chǎng)的渦量以及速度云圖,著重對(duì)比了不同懸停高度下沙塵云中沙塵顆粒速度和分布情況,分析了地效流場(chǎng)對(duì)沙塵顆粒狀態(tài)的影響及沙塵云的形成機(jī)理,并計(jì)算出了沙塵云宏觀分布圖。結(jié)果表明:流場(chǎng)中大部分沙塵顆粒只能在地表隨流場(chǎng)擴(kuò)散而并不能形成沙塵云;沙塵云中外層空間的沙塵濃度比內(nèi)層高;位于槳盤平面下層區(qū)域的沙塵顆粒以徑向運(yùn)動(dòng)為主,切向速度較小,而位于槳盤平面上層的沙塵顆粒速度方向各異,速度大小接近。

【文章頁(yè)數(shù)】：15 頁(yè)

【部分圖文】：

圖2重疊網(wǎng)格系統(tǒng)

為了分析沙塵云中沙塵顆粒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，對(duì)計(jì)算域按圖3所示的方式共劃分出8塊長(zhǎng)方體區(qū)域，其中，區(qū)域1、區(qū)域5、區(qū)域3和區(qū)域7這4個(gè)矩形區(qū)域位于槳盤平面下方，旋轉(zhuǎn)軸周向間隔均為90°，長(zhǎng)寬高分別為6.67R、1.5c和1H(H為懸停高度），區(qū)域1位于機(jī)頭正前方；區(qū)域2、區(qū)域6、區(qū)域4....

圖3區(qū)域劃分

圖2重疊網(wǎng)格系統(tǒng)圖4上、下層區(qū)域劃分

圖4上、下層區(qū)域劃分

圖3區(qū)域劃分1.3DEM求解器和沙塵顆粒物理模型

圖5流場(chǎng)和離散相之間通過(guò)API傳遞數(shù)據(jù)的過(guò)程[22]

由于沙塵顆粒在整個(gè)流場(chǎng)計(jì)算域的體積分?jǐn)?shù)（VolumeFraction）小于10-6，這意味著流場(chǎng)能夠?qū)ι硥m顆粒的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生影響，而反過(guò)來(lái)，沙塵顆粒幾乎不對(duì)流場(chǎng)產(chǎn)生影響，因而可以通過(guò)API(ApplicationProgrammingInterface）采用單向的Lagrang....

本文編號(hào)：3958674