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航空航天
返回 基于涡粒子方法的旋翼尾迹数值模拟
发布日期:2021-05-13   浏览次数:

        典型的直升机旋翼流场具有两个显著的特点:一是桨叶近体区域在某些飞行状态下存在着分离流、激波等高度非线性的流动现象;二是流场中存在着强烈的旋翼桨尖涡,由于旋翼桨尖涡具有紧凑的结构特征,且在运动过程中伴随着粘性扩散、桨涡干扰 、尾迹-机体干扰等现象,因而很难对其进行准确的数值模拟。传统的基于连续介质假设,采用网格离散的CFD方法对旋翼流场进行模拟,能够充分地捕捉物面附近流场细节特征,包括物面粘性边界层、流动分离等流动非线性特征,但是CFD方法离散格式中固有的数值耗散和扩散会使得空间流场的尾迹出现非物理衰减,从而导致计算得到的流场不准确。黏性涡粒子法求解基于拉格朗日描述体系下的涡量动力学方程,将尾迹涡量场离散成一系列的涡粒子,可以很好地保持集中涡涡量守恒,精确、高效地预测旋翼尾迹涡的空间位置及涡畸变,较好地避免了数值耗散和扩散问题,参数依赖性小、通用性强。




  


图 96 分别采用VPM和CFD方法计算的旋翼尾迹涡量图对比


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