直升机前飞旋翼桨尖涡定常质量射流控制计算

发布时间：2024-05-20 23:37

　　针对直升机前飞状态开展了旋翼非定常桨尖涡的模拟,采用定常桨尖空气质量射流(TAMI)控制方式对旋翼桨尖涡进行了控制。建立了一个适用于前飞旋翼桨尖涡高精度捕捉和质量射流控制模拟的数值方法,在该方法中,采用有限体积法进行空间离散,应用5阶Roe-WENO(weighted essentially non-oscillatory)格式进行流场重构及控制面对流通量计算;采用双时间方法进行时间推进,伪时间步上应用隐式LU-SGS(lower upper symmetric Gauss-Seidal)格式;引入射流边界条件对质量射流进行模拟;采用运动嵌套网格方法对前飞旋翼桨尖的挥舞运动进行模拟,并对桨叶网格和背景网格进行针对性加密。基于所建立的方法对前飞状态旋翼非定常桨尖涡及其质量射流控制进行了模拟,计算结果表明:前飞状态下旋翼桨尖涡存在较大的前后差异,桨盘前侧的桨尖涡涡核强度远小于桨盘后侧;桨盘前侧旋翼桨尖涡的涡核强度很难由定常质量射流控制来减弱,而桨盘后侧的旋翼桨尖涡则可以通过定常质量射流得到有效控制。

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【部分图文】：

图1射流口布局及射流角示意

通过添加射流边界条件来模拟旋翼桨尖质量射流,在本文建立的数值计算求解器中,射流边界控制面的速度定义为射流速度和桨叶旋转速度的矢量和,控制面的密度、压强和总能由内场插值计算得到。图1给出了本文射流口布局和射流角α的示意图。射流口位于旋翼桨叶的圆形端面,射流口前端距离桨叶前缘0.4c....

图2计算生成的前飞运动嵌套网格系统

采用运动嵌套网格方法对前飞旋翼非定常流场进行模拟,为了对旋翼桨叶的边界流动进行精确捕捉,对旋翼桨叶边界层网格进行了针对性加密。针对Caradonna-Tung模型旋翼进行了网格划分,图2示出了本文建立的运动嵌套网格系统,C-O型桨叶网格弦向、法向和展向的网格节点数分别为225、1....

图3旋翼桨尖涡捕捉及计算

流场计算收敛后,CFD求解器额外计算一圈,并存储旋翼桨叶在0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°、360°方位角处的流场信息,采用流场后处理软件截取10°涡龄角处的桨尖涡截面,图3(a)给出了单片桨叶桨尖涡的截取方式,截取的桨尖涡见图3(b),图3....

图4AH-1G旋翼不同桨叶截面法向力系数随方位角

表1AH-1G旋翼操纵量的计算值与试验值的对比Table1ComparisonofcalculationandexperimentalcontrolsettingsforAH-1Grotor数据来源θ0/(°)θ1s/(°)θ1c/(°)飞行实测....

本文编号：3979289