發(fā)布時(shí)間：2024-05-16 21:02

　　針對(duì)太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)因追求極致的飛行效率,使得翼載荷越來(lái)越小、導(dǎo)致突風(fēng)敏感的問(wèn)題,采用多重參考坐標(biāo)系法和網(wǎng)格速度法,對(duì)時(shí)變風(fēng)場(chǎng)中耦合螺旋槳滑流影響的低雷諾數(shù)菱形翼布局太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)陣風(fēng)響應(yīng)特性進(jìn)行了研究。首先,對(duì)多重參考坐標(biāo)系法、網(wǎng)格速度法及低雷諾數(shù)數(shù)值模擬法進(jìn)行了數(shù)值驗(yàn)證;接著,對(duì)菱形翼布局太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)時(shí)變風(fēng)場(chǎng)中三個(gè)不同迎角下有無(wú)動(dòng)力構(gòu)型的陣風(fēng)響應(yīng)進(jìn)行了數(shù)值模擬。研究表明:帶動(dòng)力構(gòu)型升力系數(shù)陣風(fēng)響應(yīng)增量在各個(gè)迎角下均大于干凈構(gòu)型;隨著陣風(fēng)干擾幅值的增大,機(jī)翼的有效迎角逐步增大,帶動(dòng)力構(gòu)型螺旋槳滑流影響逐步增強(qiáng),槳后層流分離泡逐步消失;在滑流下洗區(qū)域,前緣負(fù)壓力峰值逐步消失,上洗區(qū)域最大壓力系數(shù)幅值相比干凈構(gòu)型大幅增加。

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

圖1螺旋槳-機(jī)翼構(gòu)型

本文計(jì)算對(duì)象為菱形翼布局太陽(yáng)能無(wú)人機(jī),由前翼(Frt-wing)、后翼(Aft-wing)、外翼(Out-wing)組成,前翼后掠,后翼前掠,前后翼相互搭接,形成一個(gè)框架結(jié)構(gòu)。這不僅能夠有效增加飛機(jī)整體的剛度,還能有效增加太陽(yáng)能電池片的鋪設(shè)面積。飛機(jī)的展長(zhǎng)為14.4m,弦長(zhǎng)為0....

圖2局部網(wǎng)格示意圖

本文采用ICEM商業(yè)軟件進(jìn)行建模。由于計(jì)算對(duì)象具有對(duì)稱性,為了提高計(jì)算效率,僅對(duì)一側(cè)流場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算,因此采用半實(shí)體模型。無(wú)人機(jī)所處的非旋轉(zhuǎn)區(qū)域采用結(jié)構(gòu)網(wǎng)格建模,近壁面網(wǎng)格y+取0.5,網(wǎng)格量為450萬(wàn);對(duì)螺旋槳所處的旋轉(zhuǎn)區(qū)域采用非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格建模,網(wǎng)格量為200萬(wàn)。圖2為建立的實(shí)體模型....

圖3升力響應(yīng)計(jì)算結(jié)果

通過(guò)NACA0006翼型[14]算例進(jìn)行網(wǎng)格速度法準(zhǔn)確性驗(yàn)證。在Ma=0.3,α=0°時(shí),使翼型突然受到一個(gè)豎直向上、幅值為0.08倍自由來(lái)流的陣風(fēng)。定義無(wú)量綱時(shí)間為:S=2V∞t/c,其中c為翼型的氣動(dòng)弦長(zhǎng)。升力響應(yīng)如圖3所示。由圖3可知,本文采用的網(wǎng)格速度法計(jì)算結(jié)果與文獻(xiàn)值符....

圖4螺旋槳拉力計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

參考前文0.4064m×0.2032m雙葉螺旋槳的靜態(tài)地面試驗(yàn)結(jié)果,對(duì)MRF方法進(jìn)行驗(yàn)證。試驗(yàn)參數(shù)取來(lái)流速度為0m/s,試驗(yàn)高度為450m。圖4為螺旋槳拉力試驗(yàn)結(jié)果與MRF方法計(jì)算結(jié)果對(duì)比。可以看出,采用MRF方法計(jì)算螺旋槳拉力與試驗(yàn)結(jié)果符合良好,表明本文采用的方法可....

本文編號(hào)：3974905