旋翼桨尖涡流动吹气控制的数值模拟

摘要

开槽桨尖是减弱旋翼桨尖涡强度的一种被动流动控制手段.旋翼桨尖涡由于涡量高度集中在一个很小的区域范围内,数值计算容易受到网格分布和数值耗散的影响,导致涡量耗散过快,不利用对旋翼尾迹涡开展研究.针对这一问题,本文采用重叠网格局部加密和湍流模型旋转修正等方法,获得了悬停旋翼的高分辨率桨尖涡流场.采用该方法,对比研究了Caradonna-Tung旋翼基本外形和开槽桨尖外形在悬停状态下的空间旋涡流场,从涡量分布、旋涡特征速度等方面研究了开槽桨尖控制桨尖涡强度的流动机理,比较了三种不同开槽方式对控制效果的影响,以及对旋翼悬停性能的影响.结果表明,开槽桨尖能够有效减弱桨尖涡的强度,对抑制桨涡干扰噪声、减小振动起到作用,同时对旋翼拉力和扭矩产生一定的负面影响.