【摘 要】
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虽然航空推进技术早已迈入喷气时代,但螺旋桨推进技术具有低能耗、高效率、低噪音等优势,使其仍广泛应用于低中速飞行器。因此,螺旋桨滑流问题仍然值得关注。螺旋桨滑流的研
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虽然航空推进技术早已迈入喷气时代,但螺旋桨推进技术具有低能耗、高效率、低噪音等优势,使其仍广泛应用于低中速飞行器。因此,螺旋桨滑流问题仍然值得关注。螺旋桨滑流的研究不仅能帮助人们认识这类复杂的流动现象,还对螺旋桨飞机设计等工程问题具有指导作用。本文首先介绍螺旋桨滑流研究的发展历程与现状。随后介绍了基于静止(惯性)坐标系流场求解器代码的开发方法,包括空间离散方法、时间离散方法、边界条件和湍流模型等,接着介绍了将基于静止坐标系的求解器发展为基于旋转坐标系求解器的方法。在此基础上,介绍和研究三种转/静交界面方法用于模拟螺旋桨滑流。转/静交界面方法的主要思想是将计算域进行剖分,将包含旋转部件的计算域划分为旋转域,包含静止部件的计算域划分为静止域,域之间通过转/静交界面方法进行流场信息传递。这三种方法分别为:混合平面法、冻结转子法和滑移网格方法。前两种是准定常计算方法,旋转部件与静止部件的相对位置固定,旋转域在旋转坐标系下求解。混合平面法通过在交界面处构造临时边界条件,进行流场信息传递;冻结转子法在交界面处构造滑移边界,通过插值方式进行流场信息传递。滑移网格方法是非定常计算方法,同样采用插值的方式传递流场信息,只是旋转部件与静止部件的位置关系随着时间的发展而改变。最后,通过若干算例验证转/静交界面方法和程序的正确性,得到了令人满意的结果,说明转/静交界面方法能够有效的模拟螺旋桨滑流问题。
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