纵列式直升机双旋翼/机身流场的CFD分析

纵列式直升机双旋翼/机身流场的分析是直升机空气动力学领域富有挑战性的研究课题。本文基于动量源模型,建立了以欧拉方程为主控方程的纵列式双旋翼/机身流场的数值求解方法,在此基础上,进行了悬停及前飞状态下纵列式双旋翼流场的数值模拟,并对双旋翼/机身的组合流场也进行了分析。具体研究内容如下: 作为前提和背景,第一章简要介绍了纵列式直升机流场的国内外研究现状,指出了采用基于动量源的CFD方法开展纵列式双旋翼/机身流场研究的必要性和重要意义。 第二章,针对纵列式直升机流场的特点以及动量源方法对网格的要求,总结了一套适合于纵列式双旋翼/机身流场计算的非结构网格生成方法。 第三章,在Jameson有限体积法的基础上,以动量源代替前、后旋翼对流场的作用,并对包含动量源项的Euler方程进行求解,建立了一套适合于纵列式旋翼/旋翼和双旋翼/机身流场分析的数值方法,并通过单旋翼流场进行了算例验证计算。 第四章,应用建立的方法和模型,分别进行了悬停及前飞状态下纵列式双旋翼流场的数值模拟,并与单旋翼的流场进行了对比。在此基础上,着重分析了不同设计参数对纵列式双旋翼流场的影响,得出了一些有意义的结论。 第五章,应用上述模型,进一步开展了悬停及前飞状态下纵列式双旋翼/机身流场的数值模拟,计算了桨叶载荷、轴向诱导速度沿桨叶的展向分布。同时,分析了不同设计参数对双旋翼/机身组合流场的影响,初步得出了一些关于纵列式双旋翼/机身流场特性的新结果。