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基于DES的舰船空气尾流场特性和旋翼气动特性分析
| 论文题名： | 基于DES的舰船空气尾流场特性和旋翼气动特性分析 |
| 关键词： | 舰船;旋翼流场;空气尾流场;分离涡模拟;DES方法 |
| 摘要： | 舰船上层建筑是由一系列钝体组合而成，当舰船运动或者有风作用时，上层建筑后方会产生湍流尾流场。尾流场中形成了大尺度的流动分离和回流，巨大的速度梯度伴随着不同尺度的涡产生，使得流场十分复杂。舰载直升机具有极高的战术价值，已经成为海军装备的重点发展对象。高度不稳定的舰船尾流场对舰载直升机的操纵产生了严重的威胁，旋翼本身的旋转也会产生复杂的流场，与空气尾流相互作用时会导致其载荷发生变化，进而导致升力发生变化，给飞行员的操作带来了很大的困难，也对飞行的安全造成了影响。 本文采用CFD方法对舰船空气尾流场的特性进行了分析研究，突破了雷诺时均方法的局限性，使用分离涡模拟的方法求解了瞬态流场。按照一定频率采样流场数据，得出的平均流场明显比RANS方法的结果更贴近实验数据，证明了此方法的有效性。并且DES方法可以更直观的观察流场的涡特性，便于观察流动分离和再附着等特征。 基于DES在舰船空气尾流场求解上的成功应用，又进一步研究了孤立的直升机旋翼流场以及舰船-旋翼耦合流场的特性，分析了舰船对旋翼流场的影响。研究显示旋翼与舰船空气尾流相互影响时，空气尾流场的速度分布、旋翼流场的涡特性、旋翼表面压力分布等等都产生了巨大变化，在宏观上，旋翼产生的升力下降了29.42％。 通过本文的研究，证明了DES方法非常适合用于研究舰船空气尾流场，同时也阐明了空气尾流场的基本特征、舰船-旋翼相互作用的复杂性以及直升机旋翼在空气尾流场中性能的变化。 |
| 作者： | 程捷 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 张志国 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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