[发明专利]一种气动干扰流场数值计算方法

摘要

本发明公开了一种气动干扰流场数值计算方法，属于直升机机翼设计技术领域，包括以下步骤：步骤一：输入旋翼参数；步骤二：输入飞行状态参数并选择桨叶动力学模型；步骤三：根据直升机的飞行环境选择一个地形，并设置地坪直径、甲板宽度、旋翼离地高度参数；步骤四：将选取的地形表面划分多个四边形面元，对曲面面元进行平面投影，获取每个面元上的常值面源及四周涡环并对面源及涡环进行排序；步骤五：选用自由尾迹模型，计算旋翼诱导速度；步骤六：根据诱导速度以及点到涡环的距离计算旋翼的拉力、功率系数气动力特性，为飞行状态参数的设计与选取提供参考；步骤七：采用自由尾迹计算模型得到总压与自由流总压的差值分析计算地面压力分布情况，能够为设计和选取地形提供参考。

主权项

1.一种气动干扰流场数值计算方法，适用于直升机旋翼‑地面气动干扰流场，其特征在于；运用动态的自由尾迹方法和面元法，对不同地面形状下和不同飞行状态下的旋翼—地面气动干扰流场进行数值计算，得到旋翼气动特性、地面压力分布；包括以下步骤：步骤一：输入旋翼参数；步骤二：输入飞行状态参数并选择桨叶动力学模型；步骤三：根据直升机的飞行环境在平坦地形、陡壁、台阶、斜坡、山凹、机库和无地效7个地形类型中选择一个地形，并设置地坪直径、甲板宽度、旋翼离地高度参数；步骤四：将选取的地形表面划分为多个四边形面元，对曲面面元进行平面投影，获取每个面元上的常值面源或四周涡环，物面上控制点处设置无不穿透条件，面元和涡格中心取为控制点，并对面源或涡环进行排序；步骤五：选用自由尾迹模型，利用毕奥‑沙伐尔定律计算旋翼诱导速度；步骤六：采用下式计算桨叶环量：步骤七：涡段的诱导速度同样通过毕奥‑沙伐尔定律计算，在计算涡段的诱导速度之前首先要计算涡段的长度和诱导速度点到涡线的距离，根据计算得到的诱导速度以及点到原始面源或涡环的距离能够得到相应点处的面源速度，之后计算得到直升机旋翼的拉力以及功率系数，为旋翼的半径、桨叶片数、预锥角、翼型参数、布置位置、飞行速度、旋翼轴倾角、侧滑角以及总距角的设计与选取提供参考；步骤八：旋翼尾迹内点i处的总压与自由流总压的差值能够根据静压增量、动压增量、桨盘面积、i点处的尾迹横截面积以及尾迹充分收缩后的横截面积计算得到，根据总压与自由流总压的差值能够计算得到的地面压力分布情况，能够为设计和选取地形提供参考。