鸭式旋翼/机翼飞行器流场及气动特性分析研究

【摘要】： 以鸭式旋翼/机翼飞行器(CRW)为研究对象,针对CRW复杂流场结构的特点,建立了一套基于动量源模型的鸭式旋翼/机翼飞行器流场及气动特性的CFD分析方法。应用该方法研究了悬停及前飞状态下该飞行器的流场特性,并对过渡状态下的旋翼非定常流场进行了初步的数值分析。具体研究内容如下: 作为前提和背景,第一章简要介绍了鸭式旋翼/机翼飞行器的结构和技术特点,分析了该飞行器国内外研究的技术现状,指出了采用CFD方法开展CRW飞行器流场特性研究的必要性和重要意义。 在第二章,在Jameson有限体积法的基础上,以动量源代替旋转机翼对流场的作用,建立了一个适合于CRW飞行器流场分析的数值方法,并编写了计算程序。同时,应用该方法,分别对机身和旋翼流场进行了算例计算,并与相关试验结果进行了对比,验证了计算方法的有效性。 第三章,考虑CRW飞行器的几何特征,并结合动量源方法的特点,给出了一套适合于鸭式旋翼/机翼飞行器流场计算的非结构网格的生成方法。论文的第四章应用建立的数值方法和模型,计算了悬停状态下,不同设计参数(翼型相对弯度、翼型相对厚度)对CRW飞行器流场及气动特性的影响,并进行了对比分析,得出了一些有意义的结论。 在第五章,在悬停流场模拟的基础上,对飞机模式下的CRW飞行器前飞流场进行了模拟,计算了不同前飞速度时的流场特性。同时,分析了不同翼型对CRW飞行器尾翼流场及气动特性的影响,为尾翼翼型的选取提供了一定的参考。 第六章,应用上述模型,进一步尝试对过渡模式下的CRW飞行器流场进行了模拟,并对旋转机翼固定在不同方位时的流场特性进行了计算,分析了该状态飞行器流场的特点和变化。