航空学报
航空學報
항공학보
ACTA AERONAUTICA ET ASTRONAUTICA SINICA
2014年
6期
1530-1538
,共9页
计算流体力学%VPM/CFD耦合%旋翼%桨-涡干扰%集中涡源模型%边界修正
計算流體力學%VPM/CFD耦閤%鏇翼%槳-渦榦擾%集中渦源模型%邊界脩正
계산류체역학%VPM/CFD우합%선익%장-와간우%집중와원모형%변계수정
computational fluid dynamics%VPM/CFD coupling%rotor%blade-vortex interaction%integrated vorticity source model%boundary correction
为了提高旋翼计算流体力学(CFD)流场计算效率及克服其在尾迹捕捉上的不足,将旋翼黏性涡粒子方法(VPM)与CFD分析相结合,建立了一个新的旋翼VPM/CFD耦合气动分析模型.在该模型中,采用VPM分析以实现对旋翼尾迹中黏性涡的高效捕捉而不引入数值耗散,而采用CFD分析用于精确地模拟旋翼桨叶近体区域内复杂的流动现象,同时也为VPM分析提供一个较高精度的涡源模型.至于两者信息交换,则使用集中涡源法将CFD信息传递至VPM分析,而VPM计算得到的尾迹信息则通过边界修正施加至CFD域的远场边界上,从而可以鲁棒地实现CFD域与VPM域的耦合计算.在此基础上,对“Helishape 7A旋翼”小前进比前飞桨-涡干扰(BVI)状态进行了较为深入的气动分析,计算结果表明:与全CFD计算比较,建立的VPM/CFD耦合分析模型可以有效地避免旋翼尾迹区桨尖涡的数值耗散,从而更加可靠地捕捉桨-涡干扰状态下的桨叶非定常气动载荷脉动,同时对于本文算例,计算效率可以提高30％以上.
為瞭提高鏇翼計算流體力學(CFD)流場計算效率及剋服其在尾跡捕捉上的不足,將鏇翼黏性渦粒子方法(VPM)與CFD分析相結閤,建立瞭一箇新的鏇翼VPM/CFD耦閤氣動分析模型.在該模型中,採用VPM分析以實現對鏇翼尾跡中黏性渦的高效捕捉而不引入數值耗散,而採用CFD分析用于精確地模擬鏇翼槳葉近體區域內複雜的流動現象,同時也為VPM分析提供一箇較高精度的渦源模型.至于兩者信息交換,則使用集中渦源法將CFD信息傳遞至VPM分析,而VPM計算得到的尾跡信息則通過邊界脩正施加至CFD域的遠場邊界上,從而可以魯棒地實現CFD域與VPM域的耦閤計算.在此基礎上,對“Helishape 7A鏇翼”小前進比前飛槳-渦榦擾(BVI)狀態進行瞭較為深入的氣動分析,計算結果錶明:與全CFD計算比較,建立的VPM/CFD耦閤分析模型可以有效地避免鏇翼尾跡區槳尖渦的數值耗散,從而更加可靠地捕捉槳-渦榦擾狀態下的槳葉非定常氣動載荷脈動,同時對于本文算例,計算效率可以提高30％以上.
위료제고선익계산류체역학(CFD)류장계산효솔급극복기재미적포착상적불족,장선익점성와입자방법(VPM)여CFD분석상결합,건립료일개신적선익VPM/CFD우합기동분석모형.재해모형중,채용VPM분석이실현대선익미적중점성와적고효포착이불인입수치모산,이채용CFD분석용우정학지모의선익장협근체구역내복잡적류동현상,동시야위VPM분석제공일개교고정도적와원모형.지우량자신식교환,칙사용집중와원법장CFD신식전체지VPM분석,이VPM계산득도적미적신식칙통과변계수정시가지CFD역적원장변계상,종이가이로봉지실현CFD역여VPM역적우합계산.재차기출상,대“Helishape 7A선익”소전진비전비장-와간우(BVI)상태진행료교위심입적기동분석,계산결과표명:여전CFD계산비교,건립적VPM/CFD우합분석모형가이유효지피면선익미적구장첨와적수치모산,종이경가가고지포착장-와간우상태하적장협비정상기동재하맥동,동시대우본문산례,계산효솔가이제고30％이상.
