基于Navier-Stokes方程的直升机悬停状态旋翼气动性能计算分析

摘要

建立了一个基于Navier-Stokes方程／Euler方程的模拟悬停状态旋翼流场的混合CFD方法。该方法的求解域由两部分组成：一是围绕旋翼桨叶周围的粘性区域，采用可压缩Navier-Stokes方程来模拟旋翼附近的粘性流动和近场尾涡的捕捉；二是离桨叶较远、粘性可以忽略的远场区域，用Euler方程来描述其流动。为便于流场分区求解以及周期性边界条件的实施，采用了嵌套网格方法。分别以四片桨叶的7A模型旋翼和UH-6OA直升机旋翼为算例，计算了旋翼表面的压强分布、桨叶展向拉力系数分布以及悬停效率，并与试验数据进行了对比，表明本文的混合方法能够用于先进旋翼悬停流场气动特性的计算。