微型飞行器桨翼气动干扰问题的数值模拟研究

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hgra_1982
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
微型飞行器具有尺寸小,携带方便,起飞不受场地影响和在天空不易被发现等优点,被广泛的应用于军事和民用领域。由于微型飞行器尺寸的微型化,在低雷诺流场下表现出不同于常规飞机的气动特性。对于以螺旋桨为动力的固定翼微型飞行器来说,其螺旋桨尺寸相对于机翼尺寸的比值较大,因此高速旋转的螺旋桨产生的滑流对全机的影响显著。本文的主要内容是利用作用盘理论和嵌套网格理论对某一固定翼微型飞行器的桨翼气动干扰特性进行数值模拟研究。低速、低雷诺流场的求解存在收敛慢、精度低的问题。一般情况下,低速流场气流被认为是不可压缩,一般采用不可压缩的方法以迭代的方式对速度和压力进行修正,最终满足连续性方程。对于流场中既有低速流动又存在高速流动的全速流场来说,直接利用不可压缩的方法得不到流场真实的流动情况,而用可压缩的方法会带来系统刚性问题。预处理方法通过在可压缩N-S方程中添加预处理矩阵以消除其系统刚性。作用盘机理是将桨叶旋转扫过的平面用一个无厚度或者有一定厚度的圆盘来代替。通过对作用盘前后的气流参数的的处理来模拟螺旋桨工作,将滑流区域的非定常流场通过假设转化为准定常情况计算。本文发展了一种基于动量源理论的作用盘模型,在N-S方程中添加源项来实现盘前后压力、速度的变化,通过在微型飞行器上的应用表明,该模型具有模拟真实螺旋桨的能力。嵌套网格技术通常用于处理存在几何变形和运动边界的流场情况,尤其对于大变形和大幅度运动的情况有较强的处理能力。本文将非结构嵌套网格技术应用到微型飞行器的桨翼气动干扰研究中,利用双时间步预处理技术队可压缩流场进行数值模拟。成功的捕捉了流场的非定常及其干扰特性。通过比较两种方法都能够用于模拟螺旋桨的真实状态,作用盘理论模型简单,计算效率高对硬件的依赖性小;桨叶整体建模嵌套网格方法能够更加真实的模拟其非定常流场特性,计算效率低,对硬件的依赖高。对于计算精度来说,两种方法相差不大。
其他文献
飞机燃油密度的测量是飞机众多参数测量中的重要组成部分,为了提高飞机的续航等能力,实现在线高精度的燃油密度测量,本实验室经过数年研究,研制出了高性能的飞机燃油密度传感器,目前已经通过中国航空工业第609所的验收。为了尝试实现传感器的产品化,本文采用具有强大运算能力DSP+FPGA的架构取代原有C8051F021单片机,用以实现更为灵活的控制与调节。本文主要完成了以下工作:(1)简要阐述了谐振筒式燃油
飞行参数检测设备作为一种民用和军用飞机普遍配置的重要设备,在日常地勤维护、飞行事故预防和调查分析以及飞行质量评估等方面起着重要的作用。随着科技的进步,飞参数据量的加
航空发动机涡轮盘榫槽的加工质量是保证涡轮盘质量的关键,榫槽拉刀的设计是生产用于涡轮盘高精度榫槽型面的核心技术。为了解决航空发动机企业在涡轮盘榫槽拉刀尺寸设计过程
随着计算机技术的发展,人群仿真技术在虚拟现实中的地位越来越高。人群仿真技术在军事、公共安全领域、数字娱乐、交通工程等方面具有广泛的应用需求,对它的研究已成为虚拟现实
随着空间探测和天文观测科学的发展,航天器编队的位置和姿态协同控制在分布式深空干涉仪等深空编队任务中起着重要作用。行为方式控制策略在机器人领域的日渐成熟和其表现出来
创新是一个民族的灵魂,创新教育应贯穿整个初中生物课堂教学中. 因此,在初中生物课堂中培养学生独立获取知识、创造性运用知识的能力,培养学生的创新精神,勇于实践与探索能力
为解决我国城市供热系统根据使用面积进行收费的不合理问题,结合目前已提出的用户用热量决定供热费用的解决办法,本文提出了一种基于超声多普勒效应的热计量方案,并以此方案为基
随着能源需求的增加,管道运输业迅速发展,截止2012上半年,全国油气管道总长度已达9.3万公里,预计到2016年底累计里程将突破17万公里。随着管道里程增加,管道安全不容忽视。据统计,半数管道安全事故是腐蚀引起的,研究减缓管道防腐速度的方法,对降低管道事故发生率,延长管道使用年限具有重大的社会意义和经济意义。阴极保护是减缓管道腐蚀速度的重要方法,但是阴极保护并不能杜绝管道事故的发生,不少管道事故发
本文通过对荣华二采区10
期刊
原油开采与集输过程中,油管内壁极易结蜡结垢,其直接危害是导致油管运输管径缩小,原油流动阻力增加,甚至于堵塞管道,而清防蜡一直是困扰油田正常生产的技术难题。目前油田主