南京航空航天大学学报

作者：张居晖

单位：南京航空航天大学直升机旋翼动力学国家级重点实验室；,南京航空航天大学直升机旋翼动力学国家级重点实验室；

关键词：旋翼;加权本质无振荡格式;分段线性格式;桨尖涡;非结构网格

为了降低二阶JST(Jameson-schmidt-turkel)格式导致的数值耗散，发展了一套适合于格心格式的基于加权本质无振荡(Weighted essentially non-oscillatory，WENO)-分段线性格式的旋翼流场数值模拟方法。采用运动嵌套网格方法生成围绕旋翼的网格系统，主控方程选择Navier-Stokes(N-S)方程。为了更加有效地对桨尖涡等流动细节进行捕捉，在笛卡尔背景网格上采用七阶Roe-WENO格式计算对流通量；在桨叶贴体非结构网格上采用二阶精度的Roe-分段线性格式计算对流通量。时间离散采用了高效的双时间隐式LU-SGS(Lower upper symmetric Gauss-Seidel)方法进行时间推进。最后，应用上述方法对悬停状态的C-T(Caradonna-tung)旋翼和Helishape 7A旋翼进行了数值模拟，将数值计算结果与实验数据进行了对比，计算值与实验值吻合较好；并将桨尖涡模拟效果与二阶JST格式的模拟效果进行了对比。对比结果表明：本文方法能有效对旋翼流场进行计算，且在相同计算条件下，WENO-分段线性格式能够更有效地捕捉旋翼涡流场的流动特性，表明在计算旋翼涡流场时WENO-分段线性格式相比传统二阶JST格式具有更低的数值耗散。

来源：2020年第2期

《南京航空航天大学学报》期刊编辑部

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