基于高精度算法的新型槳尖旋翼流場模擬.pdf

1、旋翼是直升機關鍵的氣動部件，其始終工作在復雜多變的自身渦流環(huán)境中，這對直升機氣動特性造成重要影響，因此旋翼流場及氣動特性的分析計算一直是直升機技術領域的研究重點和難點，尤其是針對旋翼渦流場中槳尖渦的生成與演化過程的計算模擬。為提高旋翼氣動性能而提出的多種不同新型旋翼槳葉氣動外形，則進一步加大了旋翼渦流場及氣動特性模擬的難度。本文以此為研究背景，開展了新型槳尖旋翼流場的高精度CFD算法研究，具體內容如下：
　　作為前提和背景，第一章

2、主要闡述了旋翼CFD方法、新型槳尖旋翼和高精度算法的國內外研究現狀，指出了開展針對新型槳尖旋翼流場及氣動特性模擬的高精度算法研究的重要意義，并給出了本文的主要研究內容。
　　第二章，考慮到新型槳尖旋翼的復雜氣動外形，基于Poisson方程求解方法，構建了一套適合于新型槳尖旋翼的參數化網格生成方法。以此為基礎，考慮槳葉的旋轉、揮舞、變距等運動，建立了滿足旋翼前飛非定常流場模擬的運動嵌套網格方法；采用了“擾動衍射”方法和Inverse

3、 map方法，解決了運動嵌套網格技術中的洞單元識別和貢獻單元搜索的關鍵問題。
　　第三章，基于三維可壓RANS方程和一方程S-A湍流模型，建立了一套適合于旋翼非定常流場模擬的CFD方法。其中，為降低非物理數值耗散，采用了ROE格式對無粘通量進行離散；采用雙時間方法進行物理時間和偽時間的推進，其中偽時間的迭代采用了高效的隱式LU-SGS算法；同時采用了OpenMP并行技術來進一步提高旋翼非定常流場的計算效率。
　　第四章，為提

4、高旋翼流場計算算法的精度和降低對流通量計算格式的數值耗散，研究了高精度WENO格式的構造。從一維雙曲守恒方程出發(fā)，通過對WENO格式的網格模板的選取、插值多項式的構造、權重系數的選擇和光滑性系數的計算，推導出高精度WENO格式的構造格式，并將其應用于ROE格式左右變量的重構中。對典型二維旋翼翼型和三維機翼算例進行了計算，驗證了WENO格式的較高分辨率和較低數值耗散特性。
　　第五章，運用建立的高精度CFD方法，分別對懸停和前飛狀態(tài)