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直升机动态着舰流场下的旋翼气动载荷分析

作者: 陈华健 徐国华 史勇杰 来源:南京航空航天大学学报 日期: 2024-11-14 人气:133
直升机动态着舰流场下的旋翼气动载荷分析
直升机着舰流场复杂多变,严重影响着旋翼的气动环境,进而影响直升机着舰安全。本文基于计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)技术建立了一个直升机动态着舰的数值模拟方法,并以此研究直升机着舰过程中的气动载荷变化。该方法以N-S方程作为控制方程,并选取k-ω湍流模型来提高对涡流场的捕捉精度,采用动量源方法模拟旋翼。应用所建立的方法,着重分析了直升机侧弦进场、垂直降落过程中的耦合流场特征和气动载荷变化。结果表明:直升机侧弦进场时旋翼会与甲板舷涡以及舰船艉部的涡回流区发生较强的涡干扰,导致拉力显著降低,在舰面效应的影响下易产生一个附加的滚转力矩,影响直升机姿态稳定;垂直降落时在上述干扰的综合作用下,旋翼拉力呈现出先减小、后增大的特点,各气动载荷在接近甲板时会出现剧烈的波动,加大了着舰风险。

基于PIC单片机的测温网络的开发

作者: 宋书锋 徐国华 吕瑜 来源:仪表技术 日期: 2023-08-16 人气:7
基于PIC单片机的测温网络的开发
介绍一种利用PIC单片机和DS18B20构造单总线测温网络的方法,文章给出了系统硬件结构和软件流程图.

基于前缘下垂的提升旋翼悬停气动特性研究

基于前缘下垂的提升旋翼悬停气动特性研究
针对直升机旋翼悬停时,大拉力附近悬停效率降低的情况,本文建立了基于前缘下垂的提升旋翼悬停气动特性的数值模拟方法,以积分形式的雷诺平均N-S方程为主控方程。首先以VR-12翼型为研究对象,研究前缘下垂角度对二维翼型气动特性的影响分析。其次,以修改后的7A旋翼为研究对象,探究了桨叶r/R=0.75~1位置处不同的前缘下垂角度对悬停状态的气动特性的影响。研究发现,前缘下垂对大迎角附近的二维翼型及三维悬停旋翼的气动特性均有较为明显的提升,并且能够有效抑制失速涡的生成。

直升机旋翼涡环状态的气动噪声特性

作者: 周晖钰 郭志平 张艳锋 宋晓文 来源:空气动力学学报 日期: 2022-11-01 人气:65
直升机旋翼涡环状态的气动噪声特性
使用一种鲁棒的CFD/涡粒子耦合方法,以Caradonna-Tung旋翼为研究对象,采用固定旋翼总距、逐步增大垂直下降率的计算策略,对直升机旋翼垂直下降时可能出现的涡环状态进行了数值模拟,展示了旋翼涡环状态高度紊乱的流场。数值模拟结果同时表明,旋翼垂直下降速度接近悬停诱导速度时,旋翼进入深度涡环状态,整体拉力及桨叶剖面的升力迅速下降。在流场模拟结果的基础上进行了旋翼气动噪声分析,结果表明随着垂直下降率的增加,旋翼载荷噪声频谱特性出现显著变化,频谱阶次在十倍频以上的中频噪声幅值有所提高。基于这一发现,提出了一种在直升机机身周围安装麦克风,通过实时分析旋翼噪声频谱成分,以对旋翼在进入涡环状态的早期就做出及时预警的新方法。

共轴刚性旋翼气动干扰数值计算方法

作者: 吴希明 祁浩天 马率 史勇杰 徐国华 来源:南京航空航天大学学报 日期: 2022-03-29 人气:97
共轴刚性旋翼气动干扰数值计算方法
建立了一个适用于共轴刚性旋翼气动特性分析的数值模拟方法。该方法采用任意拉格朗日欧拉方法(Arbitrary Lagrange Euler,ALE)描述的可压缩Navier-Stokes(N-S)方程求解流场,采用低数值耗散的Roe格式进行空间离散;使用多重嵌套网格方法以模拟双旋翼的运动。针对共轴刚性旋翼配平,引入“差量修正“策略解决了传统配平中雅克比矩阵计算复杂的问题。首先,对Harrington-2共轴双旋翼的悬停气动性能进行了计算,然后,对某2 m直径共轴双旋翼的悬停及前飞状态进行了计算,并与试验值进行了对比。结果表明:在典型状态下拉力系数的计算结果与试验值误差在3%以内,扭矩系数的计算结果与试验值误差基本在5%以内;所采用的数值计算方法对旋翼涡尾迹特征具有较高的捕捉精度,可以有效模拟共轴刚性旋翼悬停和小速度前飞下的复杂流场及其细节特征。

前飞状态直升机旋翼/机身非定常气动干扰的分析

作者: 赵景根 徐国华 来源:流体力学实验与测量 日期: 2020-06-09 人气:139
前飞状态直升机旋翼/机身非定常气动干扰的分析
一个计算旋翼/机身/尾迹间非定常气功干扰的分析方法是建立在二阶升力线/全展自由涡模型和机射面元模型基础之上的。通过迭代机身在桨盘平面、阡迹定位点的诱导速度和旋翼/尾迹在机身表面的诱导速度,形成一个耦合的分析模型。在分析中计入了非定常项。作为算例,对两种孤立机身表面的平均压强系数分布以及旋翼机身组合体中机身表面的非定常压强系数分布进行了计算,其结果与实验值相吻合。

悬停状态直升机剪刀式旋翼的试验研究

作者: 陈维芹 徐国华 梅卫胜 来源:流体力学实验与测量 日期: 2020-06-08 人气:152
悬停状态直升机剪刀式旋翼的试验研究
为了研究剪刀式旋翼的气动特征,在2m直升机旋翼模型试验台上进行了试验研究。试验中采用了新型研制的高精度旋翼天平和扭矩天平测量系统以及动态数据采集和处理系统,以确保试验结果的可靠性。作为对比,笔者首先针对普遍行浆进行了试验,给出了旋翼拉力和扭矩随总跷有变化的试验结果,然后,着重进行了剪刀式旋翼的试验,测量了旋翼的拉力和扭矩随不同的剪刀角的变化,并对不同旋翼间距对旋翼拉力和扭矩的影响进行了对比。结果表明,剪刀式旋翼的剪刀角和旋翼间距影响尾浆拉力大小,但对扭矩的影响不大。

水下大负载高精度液压绞车滑模控制研究

作者: 曾志林 徐国华 赵寅 徐兵 来源:液压与气动 日期: 2020-02-18 人气:171
水下大负载高精度液压绞车滑模控制研究
该文针对一种新型的液压伺服精确定位的张力腿水下试验平台,分析了其液压绞车的工作原理,建立了液压位置伺服系统模型,对滑模变结构控制器进行仿真研究。仿真结果表明,滑模控制相对于PID控制不仅能实现快速准确的跟踪,抖动小,并且对外负载干扰力矩具有很强的鲁棒性。

水下试验平台柔索驱动电液同步控制研究

作者: 赵春城 徐国华 陈莺 金奎 来源:液压与气动 日期: 2020-02-05 人气:152
水下试验平台柔索驱动电液同步控制研究
针对液压系统非线性、参数不确定及外负载扰动影响柔索驱动系统多台液压绞车同步性能的问题,提出了基于模型参考模糊自适应的同步控制策略。分析了柔索驱动系统的结构,建立了平台运动方程和液压控制系统数学模型,最后设计了模糊自适应机构。仿真结果表明该控制策略提高了系统的同步性能,现场试验验证了驱动方案设计的合理性及控制策略的有效性。

具有迟滞特性的水下小车牵引系统控制方法

作者: 赵寅 徐国华 陈莺 徐兵 来源:液压与气动 日期: 2020-02-04 人气:153
具有迟滞特性的水下小车牵引系统控制方法
提出了基于改进Smith预估补偿的模糊PID控制器,实现对水下液压绞车牵引小车的精确速度控制。改进Smith预估补偿具有较好的解决迟滞环节对于控制系统的能力,模糊PID控制器具有较好的模型自适应性,两者相结合能够较好的解决水下小车速度控制系统的系统迟滞及参数时变对控制结果所带来的影响。利用MATLAB软件对液压绞车牵引小车的速度控制系统进行仿真,并对结果进行分析。
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