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旋翼尾迹涡干扰对直升机空速测量的影响
2024年
准确的空速测量对于直升机飞行安全至关重要。本文建立了基于非定常动量源理论的旋翼/机身气动干扰流场数值模拟方法,研究了旋翼尾迹涡干扰对直升机空速测量的影响。以某参考直升机为例,分析了不同旋翼拉力下,空速管布置区在全速度范围内空速值的变化特性。由于旋翼桨叶运动、机身阻滞等影响,不同位置空速管的静压相位和峰值存在差异,其中相位差异受到桨叶激励时刻影响、峰值差异受桨盘载荷与机身阻滞影响。研究也发现并解释了在特定速度段存在的由于旋翼桨尖涡通过空速管区域引起的“空速迟滞”现象。空速管的空速变化可分为下洗流主导区、迟滞区、来流主导区3个区域,对于常规构型直升机迟滞区仅在中低速度段。进一步的参数研究表明:空速管的位置越靠近机身前部、旋翼拉力越小,迟滞区的速度区间越靠前;当靠近机头时空速管并无明显的“迟滞”。最后,本文从气动干扰的角度给出了空速管的布置建议。
刘永华徐国华史勇杰杜振宇张慧鑫胡志远
关键词:CFD
直升机旋翼尾迹/进气道/喷管耦合特性分析与优化
现代直升机设计对性能要求不断提高,直升机各部件间相互干扰又极其强烈,因此单独研究直升机某个部件并不可取,由于发动机通常安装在旋翼下方,且进气道需要从外部吸入气流,因此旋翼尾迹势必会对进气道的进气产生影响。直升机的喷管对机...
王常屹
关键词:直升机旋翼进气道喷管气动特性
一种模拟直升机旋翼尾迹的数值方法
本发明是一种模拟直升机旋翼尾迹的数值方法。根据不可压缩流的特点,在动量方程中通过加入两种不同形式的力,以提高一类以旋涡运动为主的流场的数值模拟精度。这两种形式的力分别是涡量在变化梯度方向的螺旋力和涡量在变化梯度方向的粘性...
路明
一种模拟直升机旋翼尾迹的数值方法
本发明是一种模拟直升机旋翼尾迹的数值方法。根据不可压缩流的特点,在动量方程中通过加入两种不同形式的力,以提高一类以旋涡运动为主的流场的数值模拟精度。这两种形式的力分别是涡量在变化梯度方向的螺旋力和涡量在变化梯度方向的粘性...
路明
基于Fourier方法的悬停状态旋翼尾迹稳定性分析
2013年
建立了一个基于Fourier方法的悬停状态旋翼尾迹稳定性分析方法,在此基础上,推导给出了旋翼尾迹涡线上的任意扰动量被离散成一组Fourier级数时,各阶谐波波长的取值范围,从而进一步完善了旋翼尾迹稳定性分析方法的理论依据;并提出一种利用发散率上下界来进行尾迹涡线稳定性分析的方法,用以分析在不同旋翼参数下稳定特性沿尾迹寿命角的分布特性,从而将原来针对单一节点的稳定性分析拓展至整根旋翼尾迹的全局稳定性分析中。以悬停状态下的H-34型直升机旋翼为算例,使用该方法着重计算分析了尾迹根数(桨叶片数)、涡核分布、尾迹畸变等主要因素对旋翼尾迹稳定性的影响。分析结果表明:就局部而言,旋翼尾迹上单一节点都是本质不稳定的,而在全局上,其不稳定性沿尾迹涡线寿命角的整体分布会受多种因素影响,并呈现出有规律的变化特性。进一步,通过与悬停状态下旋翼尾迹非周期性试验结果的对比,表明该方法能够有效地模拟扰动量沿旋翼尾迹的发散特性。
吕维梁招启军徐国华
关键词:旋翼悬停状态
基于PIV技术的纵列式双旋翼尾迹特性实验研究被引量:6
2012年
将现有单旋翼实验台进行改装,以适合于纵列式双旋翼的实验研究。基于PIV技术,针对悬停和前飞状态下的纵列式双旋翼时的桨尖涡特性进行了测量。通过改变前后旋翼的水平和轴向间距,调整两旋翼之间的重叠区域,研究了不同气动布局纵列式双旋翼干扰状态下的尾迹结构,并与单旋翼进行了对比。结果表明:悬停状态,随两旋翼纵向间距的增加,桨尖涡的轴向位移也逐渐增大,但桨尖涡径向位移并不是随纵向间距的改变而规律变化,在纵向间距为1.8R附近时最小;而双旋翼轴向间距的变化对桨尖涡的径向和轴向位移均有影响,但变化都不是很大。
黄水林林永峰黄建萍李明刘平安
关键词:直升机旋翼尾迹桨尖涡PIV
基于快速多极展开算法的直升机旋翼尾迹计算分析
旋翼自由尾迹计算分析是直升机空气动力学领域中研究的重要内容,其中基本涡元的诱导速度计算是自由尾迹分析中的主要计算量。当自由尾迹模型中所取涡元数量较多时,便会导致计算效率低下。围绕这一问题,本文以提高自由尾迹模型的计算效率...
丁国华
关键词:直升机旋翼尾迹
计入畸变修正的旋翼尾迹前飞状态稳定性分析被引量:2
2012年
现有的旋翼尾迹稳定性分析方法在涡线过近处会得出不现实的过大发散率结果,因而存在一定的局限性。为了消除这种前飞状态下尾迹高度畸变对其稳定性分析所造成的不合理干扰,提出了一个旋翼尾迹在正弦扰动下,结合涡线畸变修正的线性化稳定性分析方法。在该方法中,将尾迹涡线离散为一系列涡元,并对其端点施加沿尾迹涡线分布的正弦扰动;考虑了桨尖涡的自诱导、互诱导以及与桨叶的干扰作用,并创新地引入在伪涡核对稳定性分析中,因尾迹高度畸变产生的不合理干扰而进行的修正。以H-34型直升机旋翼模型为例,在前飞状态下,重点计算分析了尾迹向后飘移、涡核大小和前飞速度等对旋翼尾迹稳定性的影响。研究结果表明:引入伪涡核模型可以有效地修正在涡线过近处所产生的不现实稳定性分析结果;前飞速度、涡核大小等因素会在一定条件下有限地影响尾迹的不稳定性,但都不改变前飞状态旋翼尾迹的本质不稳定性。
吕维梁招启军徐国华
关键词:稳定性旋翼尾迹正弦扰动
基于高阶空间精度格式和嵌套网格对旋翼尾迹捕捉的改进被引量:4
2011年
发展了一种基于高阶迎风格式和嵌套网格捕捉直升机悬停旋翼尾迹的方法.无粘通量采用Roe Reimann求解器,使用改进的5阶加权基本无振荡(WENO)格式对交界面左右状态进行高阶插值,并与MUSCL插值进行比较.为便于捕捉尾迹和实施周期性边界条件,计算采用结构嵌套网格,其中高质量的旋翼网格完全嵌套于背景网格中.当解达到近似收敛后在桨尖涡分布区域对背景网格进行加密,如此经过3次得到优化的背景网格.考虑到WENO格式插值的特点,提出了搜索3层洞边界和人工外边界的方法以便插值的直接进行.用该方法对一跨音速和一亚音速悬停旋翼粘性流场进行了数值计算.数值结果表明:所发展方法对涡尾迹具有很高的捕捉能力;与MUSCL格式相比,WENO格式具有较低的数值耗散.
徐丽翁培奋
关键词:悬停旋翼NAVIER-STOKES方程WENO格式嵌套网格
前飞状态旋翼尾迹测量试验研究被引量:5
2010年
利用PIV技术,测量前飞状态旋翼尾迹的横向速度分布及桨尖涡在横向剖面里的运动轨迹,得到了前飞状态旋翼两侧的尾迹边界及桨尖涡在运动过程中的耗散特性等,研究了风速及拉力系数对前飞状态旋翼尾迹和桨尖涡运动轨迹的影响。结果表明:前飞状态下,旋翼左右两侧尾迹的涡量值基本相当。旋翼尾迹沿径向急剧收缩,沿垂向逐渐下降,下降高度与流向距离几乎呈线性关系。风速、拉力系数的变化对桨尖涡及其运动轨迹有显著的影响。获得的测量结果为开展旋翼流动机理研究及提高CFD分析精度提供了试验依据。
袁红刚李进学杨永东王天虹
关键词:旋翼尾迹PIV

相关作者

徐国华
作品数:282被引量:708H指数:15
供职机构:南京航空航天大学
研究主题:直升机 旋翼 直升机旋翼 计算流体力学 气动特性
招启军
作品数:532被引量:626H指数:15
供职机构:南京航空航天大学
研究主题:旋翼 直升机 桨叶 直升机旋翼 翼型
史勇杰
作品数:138被引量:201H指数:9
供职机构:南京航空航天大学
研究主题:直升机 旋翼 直升机旋翼 计算流体力学 桨-涡干扰
李春华
作品数:62被引量:159H指数:8
供职机构:中国直升机设计研究所
研究主题:自由尾迹 旋翼 直升机 倾转旋翼 气动干扰
魏鹏
作品数:8被引量:25H指数:2
供职机构:南京航空航天大学航空宇航学院直升机旋翼动力学国家级重点实验室
研究主题:黏性 旋翼尾迹 直升机 旋翼 旋翼流场