【摘 要】
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考虑旋翼工作特点,建立了一套三维旋翼结冰的数值模拟方法.首先,旋翼桨叶的网格采用嵌套网格,围绕翼型的贴体网格使用求解Poisson方程的方法生成,通过剖面网格插值、翻折方法
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考虑旋翼工作特点,建立了一套三维旋翼结冰的数值模拟方法.首先,旋翼桨叶的网格采用嵌套网格,围绕翼型的贴体网格使用求解Poisson方程的方法生成,通过剖面网格插值、翻折方法生成桨叶C-O型贴体网格.其次,将Navier-Stokes方程作为主控方程以求解三维旋翼粘性绕流流场,并采用S-A湍流模型,以更准确地获得旋翼流场信息.在流场求解基础上,用拉格朗日法建立水滴运动方程进行求解,其中,对三维旋翼流场中的水滴初始位置进行了动态布点,有效减少了该环节的计算时间.在旋翼结冰计算环节中,将水溢流方向分解为弦向和径向,并嵌入离心力的影响,以此对Messinger结冰模型进行改进,使其更适应于三维旋翼结冰模拟.在悬停条件下,对UH-1H直升机的旋翼进行了三维结冰预测,通过与国外结果的比较,验证了旋翼三维结冰数值模拟方法的正确性.最后,在不同气象条件参数下,分别对旋翼桨叶的气流流场、水滴撞击特性及结冰冰形进行了数值模拟.得到结论:旋翼桨叶的展向结冰区域和结冰量随水滴平均当量直径的增加而增加;结冰量随温度的增加而减小,计入离心力的作用后,展向结冰区域随温度的增加而扩大.
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