旋翼流场干扰下的直升机机身减阻方法研究

论文摘要

众所周知,直升机的气动外形对其在飞行过程中的阻力有很大影响,且直升机的机身阻力是全机总阻力的主要组成部分。因此,本文主要通过直升机机身气动外形参数分析与设计、基于吹气控制与涡流发生器等主被动流动控制方式探究直升机机身减阻方法。第一章,作为研究背景,介绍了国内外针对直升机机身减阻方法的相关研究,阐述了本文的研究思路与主要研究工作规划。第二章,建立了一套基于混合网格的旋翼/机身非结构网格生成方法,发展了一套基于机身贴体网格和动量源模型结合的直升机旋翼/机身干扰流场与气动特性计算的CFD方法,并针对ROBIN机身压力分布与模型旋翼流场动压分布进行了计算,计算值与试验结果吻和良好,验证了所建立CFD方法的有效性,为本文后续开展直升机机身减阻方法研究奠定了方法基础。第三章,通过对模型机身气动外形的初步分析,确定将机头和过渡段作为研究对象,针对机头部分,选取机身对称截面前端的曲率半径、机身头部长度和机身头部的顶点高度为参数,针对过渡段,选取上翘角和过渡段形状作为分析参数,开展了气动外形对直升机机身阻力的影响分析。第四章,在机身过渡段设置涡流发生器,开展了涡流发生器在直升机机身减阻方面的作用分析。通过对比分析添加涡流发生器前后机身部分截面的涡量分布、压强分布等气动特性的差异,获得涡流发生器对机身气动特性的影响机理。通过改变涡流发生器的安装位置和安装角度开展其对机身气动阻力影响的参数分析。第五章,在机身过渡段采用主动吹气方法研究主动控制对机身减阻的效果。通过三维模型的简化,以机身对称截面为研究对象,选取射流出口的位置和吹气速度为可变参数,研究吹气控制在改变机身气动特性方面的作用,揭示了定常吹气方法对机身阻力特性的影响规律。第六章,对全文的研究内容和创新点进行总结,并提出了进一步研究的展望。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 引言
•   1.2 国内外研究情况
•     1.2.1 国外研究情况
•     1.2.2 国内研究情况
•   1.3 本文的主要研究工作
• 第二章 直升机流场的数值模拟方法
•   2.1 引言
•   2.2 直升机CFD方法
•     2.2.1 流场控制方程
•     2.2.2 空间离散
•     2.2.3 时间离散
•     2.2.4 湍流模型
•     2.2.5 边界条件
•     2.2.6 算例验证
•   2.3 动量源方法
•     2.3.1 动量源方法
•     2.3.2 算例验证
•   2.4 直升机旋翼/机身网格生成技术
•     2.4.1 网格分类
•     2.4.2 直升机机身/旋翼混合网格生成
•   2.5 本章小结
• 第三章 机身外形参数对直升机减阻的影响分析
•   3.1 引言
•   3.2 直升机机身各部件阻力特性分析
•   3.3 机头外形对机身阻力的影响分析
•     3.3.1 机头前缘曲率半径影响
•     3.3.2 机头长度影响
•     3.3.3 机头高度影响
•     3.3.4 旋翼干扰下的机身头部减阻方法
•   3.4 机身过渡段减阻方法研究
•   3.5 本章小结
• 第四章 基于涡流发生器的直升机减阻方法探究
•   4.1 引言
•   4.2 涡流发生器工作机理
•   4.3 涡流发生器对机身阻力特性的影响分析
•     4.3.1 计算模型及网格生成
•     4.3.2 涡流发生器作用效果及机身减阻机理分析
•     4.3.3 计入旋翼影响的涡流发生器作用机理分析
•   4.4 涡流发生器参数影响分析
•   4.5 本章小结
• 第五章 基于吹气主动流动控制的机身减阻方法分析
•   5.1 引言
•   5.2 吹气流动控制计算模型
•   5.3 吹气流动控制参数影响分析
•   5.4 计入旋翼影响的吹气流动控制减阻方法分析
•   5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
•   6.1 本文研究工作总结
•   6.2 本文的特色和创新点
•   6.3 后续研究工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 黄博伟

导师: 招启军

关键词: 直升机,机身减阻,方法,气动特性干扰,气动外形,涡流发生器,吹气控制

来源: 南京航空航天大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 力学,航空航天科学与工程

单位: 南京航空航天大学

分类号: V211.52

DOI: 10.27239/d.cnki.gnhhu.2019.001309

总页数: 93

文件大小: 12205K

下载量: 78