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尾桨是常规布局直升机用于平衡旋翼反扭矩、保证直升机方向操纵性和稳定性的主要气动部件,其气动特性对直升机的性能、飞行品质、噪声特性等具有重要影响,因此针对直升机尾桨气动特性的研究一直是直升机空气动力学研究的一个重点。本文建立了一套基于贴体运动嵌套网格和雷诺平均N-S方程的直升机涵道尾桨流场及气动特性分析的CFD方法,并采用多重网格方法提高涵道尾桨流场的数值模拟效率。在此基础上,以RAH-66直升机的FANTAIL涵道尾桨为研究对象,对涵道尾桨在悬停、前飞、侧飞等多种飞行状态下的气动特性展开了分析研究,得出了一些有指导意义的结论。主要研究内容如下:第一章,简要介绍了目前国内外直升机涵道尾桨气动特性研究的现状和本文的研究目的,阐述了采用贴体嵌套网格方法结合N-S方程开展涵道尾桨气动特性研究的必要性和重要意义,并简要给出了论文的内容安排。第二章,针对涵道尾桨的特殊构型以及流场的特点,建立了基于椭圆方程(Poisson方程)的贴体网格生成方法,并采用源项修正方法控制网格生成质量。然后分别围绕涵道壁和尾桨桨叶生成相应的贴体网格。在此基础上,以涵道壁网格为背景网格,建立了适用于涵道尾桨气动特性分析的尾桨与涵道壁网格的运动嵌套网格生成方法,并给出了实际计算网格以及嵌套网格中关键的贡献单元搜索方法。论文的第三章,以三维可压湍流Navier-Stokes方程为流场求解主控方程,建立了一套适用于涵道尾桨气动特性数值分析的CFD方法,湍流模型选用Baldwin-Lomax模型,采用Jameson中心差分格式进行空间离散,时间方向上采用双时间步长法模拟非定常流动。为提高计算效率,本文发展了一套基于FAS(FullApproximation Storage)格式和V循环的适用于直升机旋翼以及涵道尾桨气动特性分析的聚合式多重网格法。在第四章,以NACA0012翼型、ONERA M6机翼及CARADONNA-TUNG旋翼为研究对象,采用第二章发展的网格生成方法分别生成其空间网格,基于第三章的建立的流场求解方法开展了上述二维、三维机翼及旋翼悬停时的流场及气动特性计算,通过与试验结果的对比,验证了本文网格生成方法和基于湍流N-S方程的流场数值模拟方法的有效性;在NACA0012翼型算例验证基础上,将第四章建立的多重网格方法应用到翼型流场的数值计算中,计算结果表明多重网格方法能够有效地加快CFD流场计算收敛速度。论文的第五章,在第四章算例验证的基础上,开展FANTAIL涵道尾桨的气动特性分析,分别针对悬停、侧飞及前飞状态下涵道尾桨的流场及气动特性进行了数值计算,并将涵道尾桨数值计算结果与试验值进行了对比分析。在验证计算方法有效性基础上,开展了不同侧飞、前飞速度以及不同总距角时涵道尾桨气动特性差异的对比分析,得出了一些对指导涵道尾桨气动设计有参考价值的结论。