基于流动控制技术的旋翼气动特性研究

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流动控制技术对直升机旋翼气动特性的影响是当前直升机空气动力学领域的研究热点之一。本文应用计算流体力学方法建立了适用于直升机旋翼非定常流场的计算方法,首先对二维翼型开展变剖面形状以及合成射流的流动控制研究,其次对悬停旋翼进行前缘下垂的气动特性影响研究,最后针对不同前飞速度的旋翼进行流动控制的参数化研究。主要研究内容如下:作为研究的前提及背景,本文首先阐明了研究目的,对国内外现有的各类流动控制技术在旋翼气动性能的研究进行概述,指出了该领域研究方法的不足,提出了本文拟采用的研究方法。其次,结合直升机旋翼非定常流场的特点,基于运动嵌套网格、网格变形方法等,分别建立了适合于直升机旋翼流场分析的计算模型、变翼型剖面以及合成射流模型。通过相关算例验证,表明本文建立的模型的有效性。在第三章开展了二维翼型的变剖面形状以及合成射流的流动控制研究,并对翼型前后缘下垂角度、合成射流位置等开展了相应的参数化研究,通过计算得到的翼型气动参数及流线图的对比,得出了一些对二维翼型流动控制具有实际意义的结论。随后,第四章着重采用变剖面形状中的前缘下垂方法对悬停及不同前进比的旋翼进行气动特性的影响研究,通过对比计算得到的气动参数、速度等值涡量图等,分析了该方法对不同状态旋翼的气动特性影响。最后,针对本文建立的合成射流模型,开展射流强度、展向以及弦向的位置分布对前飞状态旋翼的气动特性影响参数化研究,通过对计算得到的流场分析,得到了一些有意义的结果。
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