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基于等效盘模型的滑流对涡桨飞机气动性能的影响

李博,[梁德旺],黄国平
(南京航空航天大学内流研究中心,江苏南京210016)
Propeller Slipstream Effects on Aerodynamic Performance of Turbo-prop Airplane
Based on Equivalent Actuator Disk Model
Li Bo,Liang Dewang,Huang Guoping
(Internal Flow Research Center,Naming University of Aeronautics and Astronautics,Nanjing 210016,China)
 

摘要:推导了螺旋桨等效盘模型的相关气动计算公式,建立了考虑螺旋桨桨盘前后压差和滑流旋转速度以及变桨距、螺旋桨转速等因素的较通用的等效盘模型。将等效盘边界条件应用于NAPA软件进行了三维流场计算,分析了流场计算结果和流场特征;并采用某螺旋桨的试验数据对等效盘模型进行了检验,推力和扭矩的计算值与试验结果吻合较好,表明该等效盘模型能较为准确地模拟螺旋桨的推力、扭矩、压力变化和旋转速度变化,能在一定程度上替代真实螺旋桨的气动效应。然后应用该等效盘模型对某四发涡桨飞机的全机三维流场进行了数值模拟研究,分析了螺旋桨滑流对全机流场特征的影响,给出了滑流对全机升、阻力系数的影响量。计算结果表明,螺旋桨后形成的涡能改变下游的流场并使机翼表面流线偏转,螺旋桨滑流能明显改变机翼表面的压力分布,使全机升、阻力系数增大,且滑流强度越大。效果越明显。
 

关键词:螺旋桨滑流;等效盘;涡桨飞机;边界条件;数值模拟;计算流体力学


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