阅读量：

254

作者：

胡冶

展开

摘要：

螺旋桨滑流是一个复杂的流体运动问题,如螺旋桨尾迹引起机翼压强分布变化,对机翼和全机流场存在干扰.近年来,随着螺旋桨动力的低能耗,高性能,低噪声等方面的优势逐渐被认可,螺旋桨飞机在航空领域的的应用也越来越广泛,螺旋桨的性能计算和螺旋桨飞机的气动流场也越来越多地受到关注.螺旋桨滑流问题的研究分析不仅有助于人们认识这种复杂的流动现象,对飞行器设计等工程实际问题也有着巨大的指导作用. 为了研究螺旋桨滑流对翼身组合体流场的干扰状况,本文首先研究了三维定常雷诺平均N-S方程,对于雷诺平均N-S方程,有限体积法离散,对流通量计算,五步Runge-Kutta显式时间推进法,SST K-ω两方程湍流模型有了初步的掌握.在此基础上分别运用滑移网格方法,动量源方法对单独螺旋桨气动性能及螺旋桨滑流对翼身组合体的气动特性影响进行了CFD模拟.主要计算步骤分为:单独螺旋桨气动特性,翼身组合体无滑流收,放襟翼状态气动特性,翼身组合体带滑流收,放襟翼状态气动特性,获得了详细的数值计算数据并与实验数据进行对比.对于流场的研究,主要比较了无桨叶状态与带桨叶状态两种情况下桨盘后压强,流线等信息,得到尾流速度,机翼不同截面上扰流区内,外的压强分布. 计算结果表明,螺旋桨滑流使翼身组合体阻力,升力系数增大,螺旋桨旋转引起的螺旋形涡对尾流区域内机翼的压强分布产生较大影响,在机翼上下表面引起一个上洗气流和下洗气流,该分布与螺旋桨旋转方向有关.数值模拟结果与实验值值吻合较好,流场结构合理.经比较采用滑移网格方法对螺旋桨飞机滑流模拟能够更好反映流场特性,得到的结果更加合理,特别是该方法能够较好地捕捉桨尖涡及尾迹,说明滑移网格方法能够有效处理螺旋桨滑流问题.

展开

关键词：

螺旋桨 气动特性 滑流机理 数值模拟 计算流体动力学

学位级别：

硕士

学位年度：

2012

被引量：

12