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直升机旋翼与机身气动干扰的计算

朱雨  
【摘要】: 直升机旋翼与机身的气动干扰是涉及到三维非定常流动的复杂气动问题。 本文通过对涡线控制方程的五点中心差分离散,推导出尾迹结构的空间迭代方法。在机身坐标系下,建立了一个以直线型涡元为基本涡元的一阶升力线/旋翼自由尾迹模型。该模型考虑了尾迹涡的粘性效应和形变效应,并耦合了桨尖涡卷起模型。一阶面元方法被运用于模拟机身绕流。以典型的四叶旋翼为算例,计算了单独旋翼悬停状态和前飞状态的自由尾迹,并将前飞状态的计算结果与实验结果进行了对比,检验了自由尾迹模型的可靠性。以直升机单独机身作为算例模型,计算了独立机身的压力分布,并与实验结果进行了对比,检验了机身面元模型的可靠性。 在此基础上将上述旋翼自由尾迹模型与机身面元模型耦合,得到了一套较为完备的直升机旋翼和机身气动干扰的分析算法,并计算了不同飞行条件下的畸变尾迹和旋翼/机身之间的气动干扰,其中部分计算结果与实验值进行了比较。最后对本文中所提出的计算方法和计算结果进行较详细的分析和讨论。


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