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1、2013年8月第39卷第8期北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsAugust2013Vol-39No.8某高空螺旋槳?dú)鈩?dòng)特性數(shù)值模擬與風(fēng)洞試驗(yàn)王裕夫劉振國(guó)陶國(guó)權(quán)(北京航空航天大學(xué)航空科學(xué)與工程學(xué)院,北京100191)摘要:以某高空螺旋槳為研究對(duì)象,利用k-e湍流模型,采用三維Navier—Stokes方程,并通過(guò)數(shù)值計(jì)算模擬該螺旋槳的復(fù)雜繞流,分析其氣動(dòng)特性.按照等雷諾數(shù)等前進(jìn)比準(zhǔn)則,進(jìn)行了該螺旋槳地面縮比風(fēng)洞試驗(yàn).經(jīng)過(guò)比較發(fā)現(xiàn)
2、,計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好.驗(yàn)證了數(shù)值模擬計(jì)算高空螺旋槳?dú)鈩?dòng)特性的正確性,為高空螺旋槳的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)提供參考依據(jù).關(guān)鍵詞:高空螺旋槳;數(shù)值模擬;相似準(zhǔn)則;地面風(fēng)洞試驗(yàn)中圖分類號(hào):O355文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1001—5965(2013)08—1102-04Numericalsimulationofhighaltitudepropeller’SaerodynamicCharaCteriStiCSandwindtunneItestWangYufuLiuZhenguoTaoGuoquan(SchoolofAeronaut
3、icScienceandEngineering,BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Beijing100191,China)Abstract:Highaltitudepropellerwasstudied.Thethree—dimensionalNavier—Stokesequationswereusedtosimulatethecomplexflowaroundahighaltitudepropelleranditsaerodynamiccharacterist
4、icswereana-lyzed.inwhichthe七一占turbulencemodelwasused.InaccordancewithsimilaritycriteriasuchasequalReyn—oldsnumberandequaladvancedratio,thescaledmodeltestofhighaltitudepropellerwascarriedout.Thesimulationresultsareingoodagreementwithtestresults.Thefeasibilityofth
5、enumericalsimulationmethodforaerodynamiccharacteristicscalculationofhighaltitudepropellerisproved,andprovidesreferencebasisforthedesignandtestofhighaltitudepropellers.Keywords:highaltitudepropeller;numericalsimulation;similaritytheory;groundwindtunneltest近年來(lái),臨近空
6、間飛行器受到很大的重視,世界各主要國(guó)家均開(kāi)展了相關(guān)的研究與試驗(yàn).以高空飛機(jī)和浮空器為代表的臨近空間飛行器將成為未來(lái)高空偵察的主力裝備。1≈o.但是它們要在一定的區(qū)域內(nèi)飛行,要實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo),這些飛行器必須具備高空一定區(qū)域內(nèi)的長(zhǎng)時(shí)駐留或持續(xù)機(jī)動(dòng)飛行的能力,因此需要該飛行器有一套高效的動(dòng)力推進(jìn)裝置.而高空螺旋槳的效率高低直接影響到整個(gè)動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)的效率,因此準(zhǔn)確分析預(yù)測(cè)高空螺旋槳的效率成為設(shè)計(jì)的首要任務(wù).目前,國(guó)內(nèi)外學(xué)者在高空螺旋槳設(shè)計(jì)和風(fēng)洞試驗(yàn)方面進(jìn)行了很多研究.文獻(xiàn)[3]詳細(xì)介紹了高空螺旋槳的設(shè)計(jì)與性能計(jì)算的過(guò)程,提出了
7、ADPAC(AdvancedDuctedPropfanAnalysisCode)性能預(yù)測(cè)方法;文獻(xiàn)[4]進(jìn)行了平流層飛艇螺旋槳地面風(fēng)洞試驗(yàn),驗(yàn)證了在地面常規(guī)密度風(fēng)洞進(jìn)行縮比試驗(yàn)的可行性與準(zhǔn)確性;文獻(xiàn)[5—6]利用滑動(dòng)網(wǎng)格對(duì)螺旋槳復(fù)雜繞流進(jìn)行了數(shù)值模擬.現(xiàn)有的高空螺旋槳研究多數(shù)是基于數(shù)值與理論計(jì)算,風(fēng)洞試驗(yàn)缺乏,對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確的有限元分析存在一定的難度.本文利用CFD(ComputationalFluidDynam.ics)計(jì)算軟件對(duì)某高空螺旋槳復(fù)雜繞流進(jìn)行數(shù)值模擬,分析該螺旋槳的氣動(dòng)特性;并按照等雷諾數(shù)等前進(jìn)比準(zhǔn)則進(jìn)行地
8、面縮比螺旋槳的風(fēng)洞試驗(yàn).分析結(jié)果表明,計(jì)算值與試驗(yàn)值吻合良好,證明了收稿日期:2012-09.24;網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間:2012-11-26II:40網(wǎng)絡(luò)出版地址:WWW.cnki.net/kcms/detail/11.2625.V.20121126.1140.037htm作者簡(jiǎn)介:王裕夫(1988-),男,四川成都人,博士生,just