螺旋桨-机翼构型俯仰振荡动态气动特性数值模拟

摘要

处于起降前后阶段的螺旋桨飞机,机体机动的非定常效应与螺旋桨滑流的非定常效应相耦合,对飞机的动态气动特性带来复杂非定常影响.本文给出了螺旋桨旋转伴随机体机动的实现方法,利用坐标系转换,实现螺旋桨的多自由度旋转.针对螺旋桨+短舱+机翼构型,使用基于多自由度旋转、滑移网格技术的非定常方法,实现螺旋桨旋转伴随机体俯仰振荡的数值模拟.同时,与激励盘+短舱+机翼构型、短舱+机翼构型对比,分析在俯仰振荡过程中,不同构型的机翼动态气动特性差异.结果表明:俯仰振荡过程中,有无滑流情况的机翼动态气动力变化差异显著,带螺旋桨构型的机翼气动力在低频振荡的同时,还具有螺旋桨旋转产生的高频脉动.带激励盘构型的机翼气动力迟滞环曲线与带螺旋桨构型吻合,能够反映机翼动态气动力的整体变化规律.基于多自由度旋转、滑移网格的非定常方法能够反映机体机动与螺旋桨旋转两类非定常效应耦合的特性,所获取的流场信息更丰富;激励盘方法能够反映平均滑流作用下机翼俯仰的动态气动特性,对气动力整体变化规律的把握具有一致性.