本文建立了一个适合于直升机旋翼流场和噪声计算的非结构自适应运动嵌套网格系统,发展了一套与该网格系统相对应的旋翼流场和噪声数值求解方法及程序。在此基础上,对直升机旋翼的流场和噪声特性进行了计算和分析,主要工作如下:作为背景和前提,首先论述了计算流体力学(CFD)方法在直升机流场和气动噪声等应用研究方面的发展概况,指出了开展旋翼流场和噪声研究的重要性以及计算网格对数值模拟的重要意义,提出了本文拟采用的研究方法和内容。在第二章,结合直升机流场的特征,综合分析了结构网格、非结构网格和直角网格(也可以认为是一种非结构网格)的特点,建立了一套新的适合于直升机流场计算的非结构自适应运动嵌套网格方法和相应贡献单元搜索策略,并分别给出了二维和三维情况下的自适应网格算例。在上一章建立的非结构网格基础上,发展了一套基于非结构网格的直升机悬停和前飞状态流场的数值模拟方法及程序。在求解N-S主控方程时空间方向上使用逆风单调守恒格式(MUSCL)与通量差分裂方法相结合来计算通量,并使用梯度重构的方法维持计算的精度;时间方向上采用双时间方法以计及旋翼流场的非定常特征,在伪时间方向上使用无矩阵存储的LU-SGS方法。应用发展的求解器,分别对旋翼的悬停和前飞情况下的桨叶表面压力、桨叶拉力和桨尖涡位置等进行了计算,验证了数值方法的有效性。第四章是直升机流场计算的应用研究。使用发展的网格系统和求解程序,深入讨论了旋翼在近地工作状态时的流场特性,计算了共轴式双旋翼在干扰状态下的气动力变化和涡轨迹位移,开展了直升机旋翼/机身组合流场的研究、分析了桨叶和机身空间相对位置变化及桨叶挥舞运动对流场特性的影响。在此基础上,得出了一些有意义的结论。在第五章,将所发展的基于非结构嵌套网格的流场计算方法和声场求解的Kirchhoff公式相结合,建立了一个适合于旋翼噪声数值计算的方法和求解程序,并给出了在非结构网格上建立各种不同积分面的方法。通过悬停和前飞状态的旋翼噪声算例计算,并与可得到的试验结果对比,验证了数值方法的可靠性。然后,以矩形桨尖作为参考依据,着重讨论了不同桨尖形式对旋翼高速噪声的影响。第六章是直升机旋翼噪声计算的应用研究。应用CFD/Kirchhoff方法对一种特殊的旋翼(尾桨)形式——剪刀式旋翼的噪声特性进行了分析,并对其气动力进行了相应的计算。在此基础上,研究了不同剪刀角、不同结构形式和工作状态组合情况下,剪刀式旋翼噪声的变化情况,得出了一些有实际意义的结果。