螺旋桨滑流对机翼/全机干扰的数值模拟研究

【摘要】：本文将传统的螺旋桨动量理论与计算流体力学的方法相结合，数值模拟螺旋桨滑流对其后部件气动特性的影响。研究了动量理论中的激励盘假设，在有限体积法求解N-S方程／Euler方程中的应用，并采用该方法数值模拟和分析滑流对机翼、带增升装置机翼和全机气动特性的影响。 本文研究了两种将激励盘假设应用到有限体积法的方法：1)激励盘模型加入在一块网格内；2)激励盘模型以边界条件的方式加在多块网格的对接面上。分别采用这两种方法成功的模拟了单独螺旋桨滑流。选用后一种方法来数值模拟螺旋桨滑流对机翼、带增升装置机翼和全机气动特性的影响，对比分析了有、无滑流作用的计算结果。应用了嵌套网格技术、点对点搭接和面搭接网格技术来保证这三组算例的网格质量。 计算结果表明，滑流对全机气动特性的影响与实验值基本吻合；螺旋桨滑流能够起到增升作用，对襟翼的增升效果最为明显，其次是机翼，对机身的增升效果相对较弱。随着拉力系数的增大，滑流对其后部件的增升效果越明显。分析结果以及与实验值的对比表明，本文方法是可以用来模拟螺旋桨滑流对其后部件的干扰研究的。