傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)是當(dāng)前旋翼飛行器研究的熱點(diǎn),但有關(guān)艦載傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)著艦域耦合流場的研究還很少。以兩棲攻擊艦(LHA)和V-22"魚鷹"傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)為研究對象,基于雷諾平均Navier-Stokes(RANS)方程和SST k-ω湍流模型對艦載傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)著艦域耦合流場進(jìn)行數(shù)值模擬研究,并探討了不同著艦高度時機(jī)/艦耦合流場的相互作用。結(jié)果表明:傾轉(zhuǎn)旋翼尾流會與艦船脫落渦、甲板舷渦以及艦島艉渦發(fā)生較強(qiáng)的"渦-渦干擾"現(xiàn)象,加大了耦合流場的湍流強(qiáng)度;艦船流場的低頻非穩(wěn)態(tài)特征會導(dǎo)致旋翼槳盤氣動載荷發(fā)生顯著的波動,不利于飛行操縱;垂直降落過程中,艦船甲板會形成"前低后高"的壓力分布特征,傾轉(zhuǎn)旋翼RMS氣動載荷值也會明顯增加,降低了著艦安全性,且右旋翼RMS氣動載荷值比左旋翼平均大一倍以上,這也表明右旋翼面臨著更加嚴(yán)峻的氣動環(huán)境。

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

圖1計算模型

本文以1∶48縮比的LHA艦船和V-22傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)為研究對象,具體尺寸見文獻(xiàn)[7-8]。首先,為了方便網(wǎng)格劃分對計算模型進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮喕?LHA艦船忽略了艦島上方無線電桅桿和雷達(dá)天線等較小特征,V-22傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)則忽略發(fā)動機(jī)短艙等帶來的影響,如圖1所示。傾轉(zhuǎn)旋翼采用動量源方法進(jìn)行模....

圖2艦載傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)著艦流場網(wǎng)格劃分示意圖

為了保證艦船流場的求解精度,同時兼顧計算效率,本文采用切割體網(wǎng)格進(jìn)行網(wǎng)格劃分。如圖2所示,計算區(qū)域設(shè)置為10L×8L×8L(L為艦船的特征長度)的長方體,在艦船甲板上方和傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)附近進(jìn)行網(wǎng)格加密設(shè)置,以加強(qiáng)對流場細(xì)節(jié)的捕捉,網(wǎng)格總數(shù)約為800萬。在0°風(fēng)向角下,計算域入口設(shè)置為....

圖3LHA艦船模型著艦點(diǎn)位置分布圖

由于缺少機(jī)艦耦合流場的相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù),本節(jié)分別從孤立LHA艦船和ROBIN機(jī)身旋翼進(jìn)行數(shù)值模擬方法的算例驗(yàn)證。在該數(shù)值計算中,x方向?yàn)榇贾赶虼?y方向?yàn)樽笙现赶蛴蚁?z方向垂直向上。來流速度為6.858m/s,時間步長取0.001s。求解時間設(shè)置為2.5s。LHA艦船著艦....

圖40°風(fēng)向角下不同截面處速度標(biāo)量云圖對比

圖4為這4個截面處的速度標(biāo)量計算結(jié)果與風(fēng)洞試驗(yàn)[10]的對比�？梢钥闯�,這4個截面處的速度梯度空間分布計算結(jié)果與試驗(yàn)值吻合較好。同時在著艦點(diǎn)2和7的甲板上方0.13m高度處設(shè)置監(jiān)測點(diǎn),并與文獻(xiàn)[10]中的試驗(yàn)值和計算值進(jìn)行對比,結(jié)果如圖5所示。圖中,橫坐標(biāo)為y向坐標(biāo)與甲板寬度l....

本文編號：3905767