旋翼翼型低速动态失速研究
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国家自然科学基金(51505216)资助项目;江苏省高校优势学科建设工程资助项目;南京航空航天大学研究生创新基金(实验室)开放基金(KFJJ20160101)资助项目;中央高校基本科研业务费专项资金资助项目。


Numerical Investigation of Dynamic Stall on Rotor Airfoil in Low-Speed Flow
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    摘要:

    为了提高旋翼翼型动态失速模拟的精度,基于动态混合网格技术和ALE形式的RANS控制方程,构建了一套可用于低速流场中旋翼翼型动态失速分析的计算方法。采用守恒变量形式的低速预处理技术,解决了由于特征值差异过大引起的收敛困难问题;在物面采用层推进泊松方程光顺法生成结构网格,以获得较好贴体性和正交性;采用分离流中应用广泛的k-ω SST湍流模型捕捉深失速下流场的大分离特性。计算结果表明该计算方法可以有效地分析不同马赫数下的旋翼翼型动态失速,收敛精度有不小于两个数量级的提升。针对低速流场不同马赫数下深失速的流场特征的计算分析表明,马赫数对动态失速的迟滞特性具有明显的规律性影响。

    Abstract:

    In order to improve the precision in the simulation of rotor airfoil dynamic stall, a numerical method based on hybrid grid and RANS equations in ALE form is established which is available for analyzing dynamic stall of rotor airfoil in low-speed flow. The low-speed preconditioning method is adopted in the form of conserved variables to solve the problem hard to converge due to the big difference in eigenvalue. Structured grid on the wall is generated using advancing-layer Poisson equation, which possesses better texture and orthogonality. The widely used k-ω SST turbulent model is applied to capture the characteristics of the large separation in the deep stall. The calculation results show that this method can effectively analyze the dynamic stall of rotor airfoil under different Mach numbers, and the convergence accuracy is increased by no less than 2 orders of magnitude. The computational analysis of the flow field characteristics of deep stall with different Mach numbers indicates that the Mach number has obvious regularity influence on the hysteresis characteristic of dynamic stall.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

孔卫红, 陈仁良, 孙振航.旋翼翼型低速动态失速研究[J].南京航空航天大学学报,2018,50(2):213-220

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  • 收稿日期:2017-12-15
  • 最后修改日期:2018-02-15
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  • 在线发布日期: 2018-04-25
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