基于等效盘模型的滑流对涡桨飞机气动性能的影响

推导了螺旋桨等效盘模型的相关气动计算公式,建立了考虑螺旋桨桨盘前后压差和滑流旋转速度以及变桨距、螺旋桨转速等因素的较通用的等效盘模型。将等效盘边界条件应用于NAPA软件进行了三维流场计算,分析了流场计算结果和流场特征;并采用某螺旋桨的试验数据对等效盘模型进行了检验,推力和扭矩的计算值与试验结果吻合较好,表明该等效盘模型能较为准确地模拟螺旋桨的推力、扭矩、压力变化和旋转速度变化,能在一定程度上替代真实螺旋桨的气动效应。然后应用该等效盘模型对某四发涡桨飞机的全机三维流场进行了数值模拟研究,分析了螺旋桨滑流对全机流场特征的影响,给出了滑流对全机升、阻力系数的影响量。计算结果表明,螺旋桨后形成的涡能改变下游的流场并使机翼表面流线偏转,螺旋桨滑流能明显改变机翼表面的压力分布,使全机升、阻力系数增大,且滑流强度越大,效果越明显。

螺旋桨飞机超低空流场数值模拟方法研究

发展了一种考虑地面效应和螺旋桨滑流的超低空螺旋桨飞机流场的高效计算方法。利用非结构网格技术生成螺旋桨飞机含地面效应的空间网格,基于代数方法实现了不同地面高度下近地面层状等高三棱柱网格的拓展,保证了网格的生成效率。通过在螺旋桨旋转平面建立滑流边界条件,利用数值方法求解可压缩Euler方程得到流场,避免了精确模拟螺旋桨高速旋转计算量大的问题,大大提高了计算效率。分别研究了地面效应和螺旋桨滑流对气动力的影响,给出了气动性能参数的变化规律,并与实验值进行了比较。结果表明:该文计算方法是可行的并具有较高精度,可为螺旋桨飞机的设计提供技术支持。