基于CFD方法的舰载直升机着舰风限图计算
作者:
作者单位:

南京航空航天大学直升机动力学全国重点实验室,南京 210016

作者简介:

通讯作者:

徐国华,男,教授,博士生导师,E-mail:ghxu@nuaa.edu.cn。

中图分类号:

V211.52

基金项目:


Shipborne Helicopter Operational Limits Calculation Based on CFD Method
Author:
Affiliation:

National Key Laboratory of Helicopter Aeromechanics, Nanjing University of Aeronautics & Astronautics, Nanjing 210016, China

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    摘要:

    本文建立了一种基于Navier-Stokes方程的直升机着舰流场计算方法,可应用于着舰区域旋翼/机身/尾桨气动力的计算。该方法采用隐式耦合的求解方式,以双时间方法进行推进来模拟直升机着舰过程中着舰域的流场特性。为提高计算效率,旋翼和尾桨采用动量源模型来计算其在流场中的作用。在使用该计算方法的同时,本文采取多项式拟合的方式修正直升机非线性飞行动力学模型的计算结果,以此实现复杂流场中的直升机配平计算。应用所建立的方法,文中以UH-60A直升机和SFS2舰船为研究对象,进行了单机的耦合CFD方法的全机配平分析,验证了配平方法的可行性。然后引入了直升机安全着舰判据,利用耦合CFD的配平方法和安全着舰判据,计算了该机/舰组合的理论着舰风限图。

    Abstract:

    A helicopter landing flow field calculation method based on Navier Stokes equations is established, which can be applied to the calculation of aerodynamic forces on the rotor, fuselage and tail rotor in the landing area. The method uses a cut-body grid for meshing, an implicit coupling solver and a dual-time scheme to simulate the flow field during the landing process. To improve the computational efficiency, the main rotor and tail rotor are modeled as momentum sources in the flow field. The method also employs a polynomial fitting technique to correct the results of the nonlinear flight dynamics model of the helicopter and achieve trim calculations in complex flow fields. The method is applied to the UH-60A helicopter and the SFS2 ship as case studies. First, a single-helicopter trim analysis coupled CFD method is performed to verify its validity. Then, the helicopter safe landing criteria are introduced and used to calculate the theoretical ship helicopter operational limitation for this helicopter/ship combination.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

左清宇,徐国华,史勇杰.基于CFD方法的舰载直升机着舰风限图计算[J].南京航空航天大学学报,2024,56(2):227-233

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  • 收稿日期:2023-09-16
  • 最后修改日期:2023-11-29
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  • 在线发布日期: 2024-04-05
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