该文基于有限体积法建立了铰接式旋翼的多体模型计算了其在高速旋转状态下时的固有频率,并给出了对应的固有振型,计算值与文献参考值进行了对比分析,结果表明有限体积法具有较高的精度。与此同时还考虑了转速、后扫掠结构以及桨毂刚度对其固有频率的影响。结果表明,转速对其旋翼桨叶具有明显的刚化效应,后扫掠结构能够降低其扭转固有频率,桨毂刚度对其频率的影响较大。该研究成果对于旋翼的减振降噪设计提供了理论基础。

准确计算旋翼的气弹响应,对于旋翼的设计与振动控制具有重要的意义。传统的旋翼气动模型通常采用简单的叶素理论、自由尾迹方法,导致气动力计算精度较差。这里的CFD计算采用非定常重叠动网格计算方法,通过直接求解Navier-Stokes方程的方法获得尾迹,旋翼的流场网格采用多重动网格方法生成。CSD计算采用有限体积梁单元建立桨叶的有限体积梁模型,边界条件采用第一类拉格朗日乘子法进行考虑。流固耦合交界面的气动力计算结果通过插值和积分映射到CSD模型上,在此基础上进行旋翼的气弹响应分析。