为了验证多参考系模型方法对于螺旋桨气动性能的定常数值模拟仿真的正确性与实用性,以螺旋桨-机翼为研究对象,建立三维模型,基于Navier-Stokes方程和Spalart-Allmaras湍流模型的多参考系模型方法仿真得出螺旋桨不同转速情况下的拉力、扭矩;与测试台相同转速下采集的实验结果进行对比,得出拉力的相对误差平均值在1.77%以内,扭矩的相对误差平均值在27.45%以内,分析螺旋桨不同安装位置对机翼气动性能的影响。结果表明实验结果与基于多参考系模型的数值模拟方法结果有较好的一致性,机翼的升力系数与阻力系数在前置螺旋桨滑流的影响下同时增加,总的升阻比下降;螺旋桨的转动在其转轴两侧产生了上洗和下洗效应,机翼的当地迎角相应增大和减小。

为了扩展某型电动飞机螺旋桨优化设计的工程应用范围,在多种工况下RAF-6翼型优化设计的基础上,考虑到翼型本身结构的优化及径向分布,对螺旋桨进行重构优化设计研究。根据某型电动飞机的低空飞行条件,提出了集CST参数化、气动力计算和NLPQL优化算法为一体的快速翼型优化设计方法,优化了RAF-6翼型特殊工况的升阻特性,将优化后的翼型按照原螺旋桨的弦长和桨叶角等数据对螺旋桨进行8个剖面的重构建模,采用K-εRNG湍流模型求解雷诺平均方程的多重参考坐标系模型,与原始螺旋桨气动试验数据加以对比验证。结果表明优化翼型的升力系数和升阻比提升明显,具备更优异的气动特性;重构优化的改进型螺旋桨最大效率为81.40%,最大拉力提升12.66%,更好满足电动飞机的飞行需求,有效引导工程优化设计思想。

随着航空飞行器的不断发展,新型非常规气动布局研究早已成为世界航空大国的关注焦点。基于TRIP 3.0软件平台通过等效盘模型应用到涵道风扇内外流一体化模拟中,完成对类BWB低速布局有无涵道风扇动力下的气动特性和流场影响分析。首先,对某单独螺旋桨验证算例进行分析;然后,对单独涵道风扇进行计算,得到设计推力下的涵道动力叶片数、安装角及转速等参数;最后,将设计推力下涵道动力参数应用到类BWB低速布局全机有无动力模拟中。结果表明:计算拉力和扭矩值与试验值吻合较好;尾部布置的涵道动力对机身后段及尾翼压力分布影响显著;涵道对前方气流抽吸作用,加速机身后段上表面气流流速,减小内侧平尾有效迎角,对机身和平尾升力以及俯仰力矩系数影响较大;在小迎角状态下,涵道动力对机身增升作用明显,会产生明显低头力矩,但对平尾作用正好相...

由于螺旋桨高速性能欠佳,飞行速度在偏离设计点时气动效率下降很快,以螺旋桨为推进系统的高空长航时无人机难以满足快速爬升和快速机动的设计要求。针对这一问题,将桨叶后掠设计方法应用于高空长航时无人机螺旋桨上,在无后掠桨叶的基础上,分别设计了后掠角为10°、20°、30°、40°、50°五个后掠桨叶。基于周期性边界条件和多重参考系方法求解三维N-S方程,对不同后掠桨叶的气动性能进行了计算。根据计算结果,分析了无后掠螺旋桨气动性能下降的原因和后掠对桨叶气动性能的影响。研究结果表明:高空长航时无人机螺旋桨气动性能下降的原因是定桨距螺旋桨桨叶迎角随飞行速度提高而减小以及桨尖压缩效应的影响;后掠桨叶能提供更大的拉力但也需要更大的功率,当后掠角度处在30°和50°之间时,螺旋桨高速性能最好;后掠桨叶螺旋桨的气动性能受迎...

以带螺旋桨的翼身-短舱组合体为几何模型,采用基于拼接网格技术及多重参考系(MRF)方法求解雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程,对在螺旋桨滑流作用下的不同机翼平面形状构型进行数值模拟,得到了气动性能更好的机翼平面形状,全机升阻比相对于原始构型提高了3. 6%。通过对比不同构型中各部件的力系数,机翼上特征站位的压力系数分布曲线以及流场结构特征,找出了在滑流影响下这种机翼平面形状使其气动性能提高的机理。结果表明:增加滑流区域的机翼弦长并减少非滑流区域的机翼弦长能够增加机翼的升阻比,其主要机理在于这种布局能够充分利用滑流的加速效应,并减小机翼上表面的气流分离。

针对某型电动螺旋桨飞机噪声过大问题,在保证螺旋桨气动特性的同时,提出了改进沿展向桨叶形状的降噪方法。采用FW-H模型、非定常滑移网格及大涡模拟方法获得了气动噪声频谱特征;通过地面远场噪声试验,得到了螺旋桨在三种转速下的气动噪声频域特性和声压强度分布规律。对比分析螺旋桨各测点声压级试验数据和数值计算结果,证明了数值计算模型的准确性。基于所建立的计算模型和方法,预测了不同螺旋桨在三个转速下的声压级分布,得出桨叶形状对螺旋桨气动噪声的影响规律。研究表明:当螺旋桨转速高于1000r/min时,新叶片较原叶片气动噪声明显降低。这说明桨叶载荷噪声在气动噪声中起主导作用,可以通过改变沿展向桨叶形状,有效降低叶片的气动噪声。

针对螺旋桨滑流对串列翼无人机前后机翼气动影响问题,运用多重参考系方法对不同螺旋桨分布的小型串列翼无人机及其干净布局进行了数值模拟仿真分析。研究结果表明,螺旋桨滑流产生的涡系对小型串列翼无人机的气动特性影响明显,螺旋桨安装在机身前部其俯仰力矩系数相对其他布局变化最大;安装在机翼中部前缘位置,对前后翼升力影响变化较为复杂,但俯仰力矩系数相对其他布局变化较小;安装在前翼翼尖的螺旋桨其正转方向相对于反转方向具有较好的升力特性。

为改善螺旋桨叶片敞水效率,用结合超体积准则的多目标遗传算法优化螺旋桨桨型设计.优化过程中,桨叶形状用B样条曲线拟合,利用面元法建立桨型性能模型.将计算螺旋桨升力和阻力转化为降低阻升比、桨型面积差和压力方差三个优化目标,得到优化后的螺旋桨剖面形状,并将优化前后的螺旋桨进行流体分析.结果表明,超体积准则结合多目标遗传算法进行螺旋桨叶片优化是有效的.优化后的桨型在面积差变化较小的情况下三个目标均有明显改进,螺旋桨水动力性能达到预期目标,敞水效率提升12%.

介绍了一种采用球面静压支承的船用螺旋桨静平衡仪，分析了平衡仪的工作原理及静压支承压力分布、承载能力和油膜刚度等性能特点，给出了采用电子称重和角位移确定螺旋桨不平衡质量及方位的检测方法，提高了检测精度。

本文在可调螺距螺旋桨电液阀控系统实船使用情况调查的基础上,进行了可靠性统计分析,列出了系统的主要失效模式,进行了FMECA初步研究,建立了失效树,对系统的可靠度进行了初步估算。本文采用的分析方法具有一定的普遍性,适于类似系统的可靠性评估,所得的分析结果和所建立的失效树有助于进一步改善系统的可靠性,并为使用、维修人员排除故障及系统保养提供了依据。