本文關(guān)鍵詞：壓力噴氣旋翼氣動特性研究

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【摘要】：槳尖噴氣直升機(jī)利用槳尖高速噴流產(chǎn)生的反作用力驅(qū)動旋翼旋轉(zhuǎn),由于不需要反扭矩裝置,因此具有結(jié)構(gòu)緊湊、空機(jī)重量輕等優(yōu)點。而壓力噴氣旋翼則是一種典型的槳尖驅(qū)動形式,曾被較為廣泛的采用。由于槳尖噴流會對旋翼流場、進(jìn)而對旋翼氣動力產(chǎn)生較大影響,傳統(tǒng)的旋翼氣動力計算方法不再適用。本文即針對具有典型內(nèi)外流耦合特征的壓力噴氣旋翼進(jìn)行研究,建立其氣動力計算方法,摸索其氣動特性規(guī)律,為壓力噴氣旋翼的設(shè)計提供技術(shù)基礎(chǔ)。本文研究包括以下內(nèi)容:(1)首先采用CFD數(shù)值模擬方法,建立了壓力噴氣旋翼槳葉管道內(nèi)流計算模型�；诖四Ｐ�,深入分析了管道摩擦作用、槳尖噴口截面形狀、管道入口總壓、管道內(nèi)氣體溫度以及旋翼轉(zhuǎn)速等重要物理參數(shù)對管道內(nèi)流速、壓力、溫度分布,以及槳尖處噴流速度的影響規(guī)律。(2)進(jìn)一步基于CFD方法建立了旋翼外流的計算模型,結(jié)合之前建立的槳葉管道內(nèi)流計算模型,提出了一種壓力噴氣旋翼內(nèi)外流耦合氣動特性的計算方法。通過對典型壓力噴氣旋翼算例的計算分析,發(fā)現(xiàn)內(nèi)外流耦合作用會使旋翼拉力減小、阻力矩增大,旋翼氣動效率降低。通過與動量葉素理論的計算結(jié)果相比,也證明了所提出的計算方法可以有效的預(yù)測這一現(xiàn)象。(3)為滿足快速工程計算分析的需求,基于一維管道流動分析方法,考慮離心力對其的影響,建立了管道內(nèi)流計算模型;基于動量葉素理論計算旋翼外流,并基于典型狀態(tài)的CFD計算結(jié)果對內(nèi)外流模型進(jìn)行了工程修正,最終形成了一套既高效、又具有一定精度的壓力噴氣旋翼氣動特性工程計算方法。
【關(guān)鍵詞】：槳尖噴氣 直升機(jī) 壓力噴氣旋翼 內(nèi)外流耦合 氣動特性 CFD
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V211.52
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 注釋表12-13
• 第一章 緒論13-21
• 1.1 研究背景13-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-18
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容18-21
• 1.3.1 研究目標(biāo)18-19
• 1.3.2 研究內(nèi)容與研究思路19-20
• 1.3.3 創(chuàng)新點20-21
• 第二章 壓力噴氣旋翼槳葉管道內(nèi)流流動特性研究21-39
• 2.1 引言21
• 2.2 基于CFD的壓力噴氣旋翼槳葉管道內(nèi)流計算方法21-25
• 2.2.1 CFD簡介21
• 2.2.2 CFD控制方程21-23
• 2.2.3 壓力噴氣旋翼槳葉管道內(nèi)流CFD求解流程23-24
• 2.2.4 本文使用的CFD軟件24-25
• 2.3 管內(nèi)流動的主要影響因素分析25-38
• 2.3.1 管道摩擦作用25-27
• 2.3.2 槳尖噴口截面形狀影響27-31
• 2.3.3 槳葉管道入口總壓影響31-33
• 2.3.4 管道內(nèi)氣體溫度影響33-35
• 2.3.5 旋翼轉(zhuǎn)速影響35-38
• 2.4 本章小結(jié)38-39
• 第三章 槳尖噴流與旋翼外流耦合氣動特性研究39-58
• 3.1 引言39
• 3.2 壓力噴氣旋翼外流CFD計算39-42
• 3.2.1 旋翼模型參數(shù)39
• 3.2.2 旋翼外流CFD計算模型39-41
• 3.2.3 旋翼外流CFD數(shù)值模擬結(jié)果41-42
• 3.3 壓力噴氣旋翼內(nèi)外流耦合氣動特性計算方法42-44
• 3.3.1 旋翼受力分析42
• 3.3.2 內(nèi)外流耦合氣動特性計算方法42-44
• 3.4 槳尖噴流與旋翼外流耦合研究44-53
• 3.4.1 旋翼模型參數(shù)44-45
• 3.4.2 內(nèi)外流耦合CFD計算模型45-46
• 3.4.3 內(nèi)外流耦合CFD數(shù)值模擬結(jié)果46-53
• 3.5 基于動量—葉素理論的壓力噴氣旋翼氣動力計算方法53-56
• 3.5.1 動量—葉素理論53-55
• 3.5.2 動量—葉素理論與CFD方法計算結(jié)果對比55-56
• 3.6 本章小結(jié)56-58
• 第四章 壓力噴氣旋翼氣動特性簡化計算方法58-69
• 4.1 引言58
• 4.2 槳葉管道內(nèi)流簡化計算方法58-65
• 4.3 內(nèi)外流耦合旋翼氣動力簡化計算方法65-68
• 4.4 本章小結(jié)68-69
• 第五章 總結(jié)與展望69-70
• 5.1 全文總結(jié)69
• 5.2 后續(xù)工作展望69-70
• 參考文獻(xiàn)70-73
• 致謝73-74
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文74

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本文編號：1053958