连续变攻角下旋翼翼型结冰数值模拟研究

【作者】 田成林； 赵宁； 朱春玲；

【机构】 南京航空航天大学航空学院； 南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室；

【摘要】 旋翼结冰会破坏其气动性能,降低直升机的操纵性和稳定性,严重威胁直升机的飞行安全,因此开展旋翼结冰数值模拟研究对于保障直升机飞行安全至关重要。旋翼在直升机前飞过程中会进行周期性变距运动,在二维问题上反映为旋翼翼型的俯仰振荡运动,针对该问题,开展了非结构重叠网格体系下的流场模拟方法、基于Euler法的过冷水滴运动及撞击仿真方法、基于Myers模型的多步长结冰计算方法以及动网格生成方法等系列研究,综合形成了一套准非定常结冰数值模拟方法。基于此,开展了初始迎角、迎角脉动和振荡频率等参数对振荡旋翼翼型结冰过程的影响规律研究;更进一步地,通过将数值模拟结果与结冰风洞实验结果对比发现:冰形的上下限范围、冰角位置、结冰量和最大厚度等宏观特征数据吻合良好,验证了计算方法的精度和可靠性,表明了本文所发展的准非定常结冰数值模拟方法具有较好的工程应用前景。更多还原