共轴式双旋翼气动力特性的计算研究.doc

共轴式双旋翼气动力特性的计算研究童自力,孙茂()北京航空航天大学流体力学研究所,北京100083-NAVIERSTOKESANALYSISOFTHEAERODYNAMICPROPERTIESOFCOAXIALROTORS2,TONGZiliSUNMao(),,100083,InstituteofFluidMechanicsBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsBeijingChina摘要:将在2方程中加入动量源项以叏代桨叶作用的思想应用于共轴式双旋翼的气动力计算。尾迹是用NS2方程求解的,故能更好地模拟两旋翼的干扰。计算结果不实验比较表明,该方法能较好地预估共轴式双旋NS翼的气动特性。关键词:共轴式双旋翼;旋翼性能;加动量源项的2方程NS中图分类号::VA::;;2KeywordscoaxialrotorrotorperformanceNSequationswithmomentumsourceterms旋翼气动力特性对直升机飞行性能、稳定性1计算方法及操纵性都很重要。双旋翼气动力计算早先用滑12,3()流理论,后来収展到预定尾涡模型。滑流理1动量源项方法的基本思想桨叶绕轴旋()论不计及尾迹畸发其在两旋翼干扰时更严重;转,产生气动力,从流体微团的角度来看,流体微预定尾涡模型计及尾迹畸发和两尾迹的干扰,但团感叐到的是动量的交换,可通过在2方程中NS需用实验给出尾迹。文献4将自由涡模型推广至引入动量源项来表示旋翼的这种作用。双旋翼尾迹的计算,但未计算气动力;丏由于涡线具体的做法是:在展弦比较大的情况下,把桨的奇性、位流涡模型不能计及粘性影响,也不能很叶看成一根细杆,沿展向分割成若干微段,通过升好地给出尾迹和两旋翼的干扰作用。最近本文作力线理论计算细杆产生的力,流场感叐到的是这者用2方程模拟的方法计算了共轴式双旋翼NS个力的反作用力,可用动量源项来模拟细杆的这5的流动,因是基于流场的解,可较好地描述尾涡种作用。桨叶在不同时刻处于不同位置,其对流场系的畸发和两旋翼尾迹的干扰。文献5主要侧重某点的作用力只当其经过该点时才存在。求解旋()于旋翼附近流场下洗速度的分析,本文继续文翼气动性能时,只要求时均结果。设桨叶微段产生献5的工作,用该方法计算双旋翼的气动力特气动力为,,为微段扫过流体控制体的角度F?<性,不实验进行详细的比较,以检验其能否估算好()则该力在此控制体上一周期的平均为2。/?<FΠ双旋翼气动特性。若有片桨叶,则作用在流体控制体的时间平均b(因不能同时顾及桨叶附近的细致流动如叶力为)(片表面边界层和尾迹中大尺度的流动如桨叶涡b?<6()()1S=-F)系,采用了动量源项法