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直升机租赁悬停状态下粘细化模型:空气动力学

时间:2020-06-15 14:53来源:未知 作者:admin 点击:
  直升机租赁悬停状态下粘细化模型:空气动力学现论
  建立精细化的空气动力学模型是为了更好地分析旋翼的空气流动特性,比如,考虑更加精细的旋翼外形设计(选择桨叶剖面形状、桨叶扭度、沿展长的弦长分布、具备高桨尖速度的形状等)。
  下面对这种悬停状态下的改进模型做了几种分类。
  (1)叶素/动量理论(BEM)。将桨叶看成由无数个桨叶微段(叶素)组成,在域个叶素上应用滑流理论的基本思想。计算每个叶素的有效迎角时,考虑了诱导速度分布不均匀的影响,有效迎角与其他剖面特征结合起来考虑,得出沿桨叶的升力和阻力分布。
  叶素理论假设每一个桨叶微段的流动与所有其他的微段互不影响。这个简化处理导致了一些不可忽视的错误,在叶尖部分尤甚。正是由于这个原因,我们在计算叶尖部分的有效迎角时,常常引入一个修正系数,即普朗特叶尖修正系数。
  (2)涡流理论。该理论不需要假设旋典各微段间互不影响。旋翼和尾迹在这里都被描述为涡系,并且旋翼上某点的诱导速度,都由流场中所有的涡系按毕奥一萨伐尔定律来确定。
  这些模型中出现的涡可能包括涡格、涡粒子、连续的涡面、简化的桨尖涡以及所釘这些模型的组合。图6所示为其中一种模型。
  在计算机时代到来之前,早期的分析模型都是采用涡管来进行分折的,涡管为涡最连续的圆柱表面。这种模铟被认为是动址理论和涡流理论间的过渡模型。采用涡管模型分析得到结果的准确度没有采用在桨盘处考虑诱导速度分布的模型分析得到结果的准确度高,值这个模型(至今依然使用)却使我们对旋翼外的流场有了一个基本的理解。
  涡流理论又可分为以下两种:
  (1)预定尾迹模型。旋翼附近涡的位置假设为是可确定的,比如,可以通过线性假设或者通过试验结果来确定。在计算流场中的诱导速度时,涡的几何特性保持不变。涡强度(环讨)能够叠加变强,这与计算得到的升力分布相一致。
  (2)自由尾涡模型。涡的位置由包由载荷决定,即涡随当地气流自由流动。当地气流的速度是由流场中所有的涡决定的,包括附着涡和肉由涡,也包括它自己的影响(自诱导)。
  与传统尾涡法相比,所有的自由尾涡计算方法除了计算量更大外,还必须克服一个更根本的困难:通过将实际流动连续的速度分布离散化,我们引入了人工奇点,这会导致计算结果对仿真的一些细节相气敏感,比如离散方法的选择、连接点的位置和枳分的步骤,甚至会发生仿真发散的情况。
(责任编辑:admin)
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