旋翼非定常气动特性CFD模拟的通用运动嵌套网格方法

作     者：赵国庆 招启军 吴琪 ZHAO Guo-qing;ZHAO Qi-jun;WU Qi

作者机构：南京航空航天大学航空宇航学院直升机旋翼动力学国家级重点实验室南京210016 

出 版 物：《航空动力学报》 (Journal of Aerospace Power)

年 卷 期：2015年第30卷第3期

页      面：546-554页

核心收录：

学科分类：080103[工学-流体力学] 08[工学] 080104[工学-工程力学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(11272150) 江苏高校优势学科建设工程 

主　　题：旋翼 非定常气动特性 运动嵌套网格 扰动衍射法 最小距离法 

摘      要：针对直升机旋翼非定常气动特性CFD模拟中的网格生成难题,提出了一套高效、通用的运动嵌套网格生成方法.首先,基于Poisson方程求解和翻折法生成旋翼桨叶的正交贴体网格.其次,针对旋翼桨叶的扭转分布及变距、挥舞等复杂运动,建立了一套通用的洞单元识别的扰动衍射法;为保证洞包络面的封闭性,完善了挖洞过程中网格加密策略;在洞边界确立基础上,提出了一种高效、鲁棒的最小距离法贡献单元搜索的改进方法.在此基础上,建立了基于RANS(Reynolds-averaged Navier-Stokes)方程的旋翼非定常流场CFD模拟方法.最后,采用所建立的方法分别对悬停和前飞状态下的C-T(Caradonna-Tung)旋翼和7A(Helishape 7A)旋翼的气动特性、桨尖涡的位置进行了计算,计算结果与试验值误差小于5%,验证了该运动嵌套网格生成方法在旋翼非定常气动特性CFD模拟中的有效性.