基于自适应非结构嵌套网格的旋翼流场模拟

作     者：桑树浩 孙振航 陈仁良 李赟 SANG Shuhao;SUN Zhenhang;CHEN Renliang;LI Yun

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

出 版 物：《南京航空航天大学学报》 (Journal of Nanjing University of Aeronautics & Astronautics)

年 卷 期：2018年第50卷第4期

页      面：528-535页

核心收录：

学科分类：08[工学] 082503[工学-航空宇航制造工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：江苏高校优势学科建设工程资助项目 南京航空航天大学研究生创新基地(实验室)开放基金(kfjj20160101)资助项目 中央高校基本科研业务费专项基金资助项目 

主　　题：飞行器设计 旋翼 CFD 非结构网格 嵌套网格 全程自适应 

摘      要：针对直升机旋翼CFD仿真的复杂性,提出了改进的适合于格心格式求解器的非结构嵌套网格算法。采用自适应网格技术在旋翼流场仿真的整个过程中进行网格的自适应加密和疏化操作,以更好地捕捉桨尖涡等流动细节。对于频繁的自适应过程中产生的大量重复点和无用点,采用了高效的交替数字树算法(Alternating digital tree,ADT)和标记-删除-移动算法(Mark,delete,move,MDM)进行删除,节约了不必要的存储。针对格心格式的求解器,采用了基于梯度的网格间插值方式,简化了网格间数值传递的复杂性,同时不降低求解器的精度。对Caradonna&Tung旋翼悬停算例和HLISHAPE 7A旋翼悬停算例进行了模拟验证,计算值与实验值吻合,表明本文建立的方法具有良好的鲁棒性和有效性。最后,与未采用自适应时求解器对桨尖涡的捕捉效果进行了对比,结果表明本文所采用的方法可以明显地提高求解器对桨尖涡的捕捉。