飞艇艇身与螺旋桨相互干扰气动特性的数值研究

摘要

作为一种新型信号数据传递平台,平流层飞艇需要长时间的定点驻留,此时艇身与螺旋桨的干扰问题在飞艇设计中需要特别重视.本文基于CFD商用软件ANSYS FLUENT 14.0,采用SST-k-w湍流模型,多重参考系模型(MRF),分别计算了单独艇身、单独螺旋桨以及艇身/螺旋桨组合体的气动特性,着重分析了定点驻留状态下,艇身与艇身尾部螺旋桨之间的相互干扰.通过分析比对艇身表面压力分布、阻力系数、以及螺旋桨的推力系数等气动特性,可以发现飞艇处于定点驻留状态时,螺旋桨对艇身几乎没有干扰;而相比同样转速的单独螺旋桨,由于螺旋桨处在艇身尾流区,尾流区速度的亏损使螺旋桨的实际迎角增大,在本文的工况下,推力是单独螺旋桨的4.89倍,转矩是单独螺旋桨的1.84倍,效率是单独螺旋桨的2.66倍.