摘要
建立了一套用欧拉法计算直升机三维旋翼桨叶结冰表面水滴撞击特性的算法.首先,在旋翼桨叶嵌套网格的基础上,以Navier-Stokes方程为主控方程,对旋翼三维粘性流场进行了数值模拟,并采用S-A湍流模型,以更准确地获得旋翼流场信息.然后,通过欧拉法在同一套网格中求解水滴相控制方程,时间离散采用五步Runge-Kutta法,其中,对源项进行了隐式修正,以提高求解的稳定性.在悬停条件下,对UH-1H桨叶进行了三维结冰预测,通过与国外实验和数值模拟结果的比较,验证了基于欧拉法的水滴收集率计算与旋翼三维结冰数值模拟方法的可靠性.最后,基于该方法,计算并分析了不同气象参数(温度、水滴当量直径)对旋翼结冰面水滴收集率的影响,深入讨论了水滴运动机理,得出气象参数对旋翼结冰面水滴收集特性的影响特征:水滴撞击桨叶的区域和水滴收集率随温度升高而增加;在一定范围内,随水滴当量直径的增加而显著增加.
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