倾转四旋翼飞行器气动干扰分析

发布时间：2022-02-19 08:59

　　为了提高倾转旋翼飞行器飞行稳定性,如果通过使用四副旋翼提供拉力,并且四副旋翼围绕飞行器重心四周分布,其飞行稳定性将会有所改善。目前,倾转四旋翼飞行器主要有“十”构型和“工”构型两种,“工”构型倾转四旋翼飞行器气动干扰与倾转旋翼飞行器类似,但是“十”构型飞行器则不尽相同,由于“十”构型倾转四旋翼飞行器在飞行时前旋翼/机身/后旋翼以及旋翼/机翼气动干扰比较大,为了进一步提高倾转旋翼飞行器的飞行稳定性,因此有必要对其进行研究。本文对“十”构型倾转四旋翼飞行器在垂直飞行状态、倾转过渡状态和前飞状态三种情况下前旋翼/机身/后旋翼、旋翼/机翼间的气动干扰进行了研究分析。包括,建立了从三维几何建模、网格划分、边界条件的确定以及湍流模型等组成的一整套数值计算方法,并通过该方法建立了算例,并与实验进行对比;对“十”构型倾转四旋翼飞行器在垂直飞行状态、倾转过渡状态和前飞状态下前旋翼/机身/后旋翼、旋翼/机翼的气动力和气动力矩进行计算;对计算结果进行总结分析,对出现的气动干扰现象进行解释。可以看出在倾转过渡状态时的机身、机翼和前飞状态时的后旋翼受到的干扰比较大,本文所建立的研究方法和研究结论可以为后期倾转四... 

【文章来源】：南京航空航天大学江苏省211工程院校

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第一章 ：绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究目的和内容
第二章 ：“十”构型倾转四旋翼飞行器气动干扰建模
    2.1 几何建模
        2.1.1 计算方案
        2.1.2 坐标系与几何模型的建立
    2.2 网格生成
        2.2.1 网格参数设置与生成
        2.2.2 边界层网格生成
    2.3 边界条件与初始条件确定
    2.4 MRF模型
    2.5 湍流模型及迭代方法
        2.5.1 湍流模型
        2.5.2 迭代方法
    2.6 计算流程
    2.7 算例验证
    2.8 本章小结
第三章 “十”构型倾转四旋翼飞行器前旋翼/机身/后旋翼气动干扰计算
    3.1 垂直飞行状态下前旋翼/机身/后旋翼气动干扰计算
        3.1.1 对前/后旋翼的气动干扰
        3.1.2 对机身的气动干扰
    3.2 倾转过程状态下前旋翼/机身/后旋翼气动干扰计算
        3.2.1 对前旋翼的气动干扰
        3.2.2 对后旋翼的气动干扰
        3.2.3 对机身的气动干扰
    3.3 前飞状态下前旋翼/机身/后旋翼气动干扰计算
        3.3.1 对前旋翼的气动干扰
        3.3.2 对后旋翼的气动干扰
        3.3.3 对机身的气动干扰
    3.4 特殊现象讨论
    3.5 本章小结
第四章 “十”构型倾转四旋翼飞行器旋翼/机翼气动干扰计算
    4.1 垂直飞行状态下旋翼/机翼气动干扰计算
        4.1.1 机翼对旋翼的气动干扰
        4.1.2 旋翼对机翼的气动干扰
    4.2 倾转过程状态下旋翼/机翼气动干扰计算
        4.2.1 机翼对旋翼的气动干扰
        4.2.2 旋翼对机翼的气动干扰
    4.3 前飞状态下旋翼/机翼气动干扰计算
        4.3.1 机翼对旋翼的气动干扰
        4.3.2 旋翼对机翼的气动干扰
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 工作总结
    5.2 结论
    5.3 展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文
附录一


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于非结构网格的不可压N-S方程多矩有限体积法（英文）[J]. Bin Xie,Peng Jin,Feng Xiao.  空气动力学学报. 2016(02)
[2]某轻载螺旋桨滑流区三维流场特性数值研究[J]. 段中喆,刘沛清,屈秋林.  控制工程. 2012(05)
[3]某型螺旋桨滑流对机翼气动性能影响的数值研究[J]. 段中喆,刘沛清.  应用基础与工程科学学报. 2012(S1)
[4]倾转旋翼飞行器旋翼对机翼向下载荷计算模型[J]. 曹芸芸,陈仁良.  航空动力学报. 2011(02)
[5]基于LES方法圆柱绕流三维数值模拟（英文）[J]. 陈海龙,戴绍士,李佳,姚熊亮.  Journal of Marine Science and Application. 2009(02)
[6]倾转旋翼过渡状态的尾迹及气动力特性计算与分析[J]. 李春华,徐国华.  应用力学学报. 2008(03)
[7]直升机动态地效空气动力学试验研究[J]. 李明,王玉成.  直升机技术. 2008(03)
[8]基于LES方法圆柱绕流三维数值模拟[J]. 姚熊亮,方媛媛,戴绍仕,王领.  水动力学研究与进展A辑. 2007(05)
[9]基于SIMPLE算法的湍流场数值模拟[J]. 赵国智,孔凡让,占惊春,张志伟,柴华.  水电能源科学. 2007(03)
[10]倾转旋翼飞机技术发展研究[J]. 陈恒,左晓阳,张玉琢.  飞行力学. 2007(01)

博士论文
[1]倾转旋翼/机翼气弹耦合动力学研究[D]. 董凌华.南京航空航天大学 2011

硕士论文
[1]一种新构型倾转四旋翼无人机的气动特性分析[D]. 齐赞强.南京航空航天大学 2016
[2]倾转旋翼飞行器旋翼/机翼/机身气动干扰计算[D]. 徐恺.南京航空航天大学 2007



本文编号：3632610