检索结果-内蒙古大学图书馆

航空学报 2025年第4期46卷 130-149页

作者：李旭东钟伟王震王同光李金龙南京航空航天大学航空学院江苏省风力机设计高技术研究重点实验室南京210016 南京巡力航空科技有限公司南京211113 天长市星舟航空技术有限公司天长239300

在涵道螺旋桨的设计过程中,由于涵道与螺旋桨之间相互干扰问题的复杂性,桨盘处的诱导速度难以确定,导致涵道螺旋桨的设计难度相比孤立螺旋桨显著增大。建立了涵道螺旋桨的动量理论模型,推导了涵道螺旋桨的桨盘推力占总推力的比值k与桨... 详细信息

在涵道螺旋桨的设计过程中,由于涵道与螺旋桨之间相互干扰问题的复杂性,桨盘处的诱导速度难以确定,导致涵道螺旋桨的设计难度相比孤立螺旋桨显著增大。建立了涵道螺旋桨的动量理论模型,推导了涵道螺旋桨的桨盘推力占总推力的比值k与桨盘处诱导速度的对应关系,并基于计算流体力学(CFD)仿真分析揭示了悬停和前飞状态下k值的变化规律。对于给定的涵道构型,相关规律具体表现为:在悬停状态下,k值几乎不随螺旋桨转速变化,基本保持为常数;而在前飞状态下,k值与涵道螺旋桨的推力系数之间存在线性关系,且该线性关系与转速和来流风速等工况参数无关,这十分有利于建立关于k值的工程模型,在此基础上还进一步探讨和揭示了叶片数不同涵道螺旋桨的k值统一规律。以上研究丰富了对涵道螺旋桨的理论认知,并对涵道螺旋桨设计理论的完善具有参考价值。

关键词：涵道螺旋桨 eVTOL 动量理论空气动力学推力占比

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基于沟槽涵道的大桨涵间隙涵道螺旋桨悬停效率改进设计

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航空动力学报 2025年第3期40卷 123-134页

作者：胡峪张学鹏王强罗子牛王国强西北工业大学航空学院西安710072

为提高涵道螺旋桨气动效率,需要很小桨涵间隙,导致加工和使用维护成本大幅增加。为此基于沟槽涵道构型,研究大桨涵间隙时改进效率的方法。基于雷诺平均NS方程和MRF方法展开计算研究。首先基于常规无沟槽涵道构型开展分析,当间隙比从1倍... 详细信息

为提高涵道螺旋桨气动效率,需要很小桨涵间隙,导致加工和使用维护成本大幅增加。为此基于沟槽涵道构型,研究大桨涵间隙时改进效率的方法。基于雷诺平均NS方程和MRF方法展开计算研究。首先基于常规无沟槽涵道构型开展分析,当间隙比从1倍基准间隙比增大到4倍时,悬停效率下降超25%,桨涵间隙增加导致效率显著下降。其次基于沟槽涵道构型开展分析,发现桨尖位置和沟槽外形是决定悬停效率的关键变量。通过向沟槽内适当延伸桨尖,可以在间隙比为6.7倍基准间隙比时,悬停效率无明显下降,若采用圆形沟槽,则间隙比为2倍基准间隙比时,悬停效率反而提高5.2%,最终通过测力试验验证,证明沟槽涵道构型可在大桨涵间隙时改进气动效率,降低加工和使用维护成本。

关键词：涵道螺旋桨沟槽涵道桨涵间隙悬停效率多参考系模型

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涵道螺旋桨气动特性数值模拟

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国防科技大学学报 2015年第4期37卷 31-35页

作者：李晓华郭正陈清阳国防科技大学航天科学与工程学院湖南长沙410073

以某涵道螺旋桨为研究对象,利用动量理论分析了孤立螺旋桨和涵道螺旋桨产生不同拉力的原因;同时利用SST k-ω湍流模型,采用三维Navier-Stokes方程,利用滑移网格模型,通过数值模拟分别计算了孤立螺旋桨与涵道螺旋桨的复杂流动,分析它们... 详细信息

以某涵道螺旋桨为研究对象,利用动量理论分析了孤立螺旋桨和涵道螺旋桨产生不同拉力的原因;同时利用SST k-ω湍流模型,采用三维Navier-Stokes方程,利用滑移网格模型,通过数值模拟分别计算了孤立螺旋桨与涵道螺旋桨的复杂流动,分析它们在不同转速下,拉力系数、功率系数和效率的差异。分析表明,加上涵道以后,有效抑制了螺旋桨桨尖涡,减少了能量损失。在相同转速下,总拉力系数增加23%,涵道螺旋桨的拉力系数与功率系数的比值比孤立螺旋桨的高出40%,效率显著提高,同时需用功率系数也略有增加,约0.05,结果与理论分析相吻合。

关键词：孤立螺旋桨涵道螺旋桨气动特性数值模拟滑移网格模型

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涵道螺旋桨设计变量的影响及其流动机理

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航空学报 2022年第7期43卷 160-176页

作者：韩凯白俊强邱亚松昌敏西北工业大学无人系统技术研究院西安710072

涵道螺旋桨被认为具有推进效率高、结构紧凑、安全性高及噪声水平低等优势,在多种飞行器上具有较高的应用潜力。为了探究几个重要设计变量对涵道螺旋桨气动特性的影响和流动机理,以推进式涵道螺旋桨为研究对象,使用基于雷诺平均Navier-S... 详细信息

涵道螺旋桨被认为具有推进效率高、结构紧凑、安全性高及噪声水平低等优势,在多种飞行器上具有较高的应用潜力。为了探究几个重要设计变量对涵道螺旋桨气动特性的影响和流动机理,以推进式涵道螺旋桨为研究对象,使用基于雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程和多重参考坐标系(MRF)的准定常求解方法以及静止域和旋转域进行面搭接的结构网格,研究了螺旋桨旋转速度和来流速度、涵道径弦比以及涵道唇口偏转角度对涵道螺旋桨气动特性的影响和流动机理。研究表明,随着转速的增加,涵道推力占总推力的比例先增加后减小,在研究范围内,涵道和桨叶在不同的来流速度下表现出了不同的流动特性;随来流速度的增加,总推力和推进效率先增大后减小,推力和推进效率的非单调变化主要受到涵道唇口和桨叶当地工况以及涵道唇口和桨叶部件流动分离两方面的影响;带有涵道的构型中,涵道径弦比对涵道螺旋桨的推力特性有重要的影响,研究范围内不同径弦比的涵道螺旋桨的巡航工况下推进效率均大于孤立螺旋桨;研究的向外扩张的涵道唇口其大迎角特性较好,主要体现在大迎角状态下推力较大和失速特性较好,并在以上研究基础上分析总结了涵道螺旋桨和孤立螺旋桨的区别以及涵道与桨叶之间互相影响的现象和机理。

关键词：涵道螺旋桨旋转速度来流速度径弦比涵道唇口偏转

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涵道螺旋桨与孤立螺旋桨气动特性的数值模拟对比

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航空动力学报 2011年第12期26卷 2820-2825页

作者：许和勇叶正寅西北工业大学航空学院翼型叶栅空气动力学国防科技重点实验室西安710072

基于非结构动态嵌套网格方法,对涵道螺旋桨与孤立螺旋桨的气动特性进行了非定常Euler方程数值模拟对比研究和分析.将计算区域分成旋转区与静止区两个子域,生成相互重叠的嵌套网格,有效地解决了螺旋桨与涵道以及静止部分桨毂之间的相对... 详细信息

基于非结构动态嵌套网格方法,对涵道螺旋桨与孤立螺旋桨的气动特性进行了非定常Euler方程数值模拟对比研究和分析.将计算区域分成旋转区与静止区两个子域,生成相互重叠的嵌套网格,有效地解决了螺旋桨与涵道以及静止部分桨毂之间的相对旋转问题.计算结果与实验结果相一致,验证了计算方法的正确性.涵道入口前缘形成的负压区是产生涵道附加拉力的原因所在.对比计算结果表明:与孤立螺旋桨相比,涵道的存在改善了螺旋桨桨尖区域的绕流特性,减小了桨尖损失;相同转速情况下,涵道螺旋桨产生更大的拉力,而所需功率略小,涵道螺旋桨系统具有更高的气动效率.

关键词：非结构网格嵌套网格涵道螺旋桨孤立螺旋桨非定常数值模拟

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一种涵道螺旋桨桨叶高效设计方法

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航空学报 2022年第7期43卷 82-92页

作者：郭佳豪周洲李旭西北工业大学航空学院西安710072

基于叶素动量理论、升力线及面元法等的涵道螺旋桨桨叶设计方法,由于方法本身存在诸多简化,故设计结果一般同真实性能存在一定偏差。而基于更为准确的CFD求解方法所进行的设计及优化设计等,由于需进行大量CFD计算,设计效率偏低。因此,... 详细信息

基于叶素动量理论、升力线及面元法等的涵道螺旋桨桨叶设计方法,由于方法本身存在诸多简化,故设计结果一般同真实性能存在一定偏差。而基于更为准确的CFD求解方法所进行的设计及优化设计等,由于需进行大量CFD计算,设计效率偏低。因此,为使设计具备快速性的同时也具备较高的准确性,基于叶素动量理论,通过CFD计算对设计进行修正,提出一种涵道螺旋桨桨叶高效设计方法。在设计过程中通过对入流角及迎角进行修正,提高了设计的精度,而修正系数通过CFD结果反解得到。初步设计后,经过修正系数求解、再设计进行迭代,可快速得到满足设计需求的涵道螺旋桨。对不同状态涵道螺旋桨的设计表明,该设计方法基本进行2次CFD计算与再设计便可满足设计要求,设计高效的同时具有较好的设计精度。

关键词：涵道螺旋桨桨叶设计修正设计叶素动量理论高效率

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基于滑流管模型的涵道螺旋桨快速计算与优化

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航空动力学报 2024年第12期39卷 343-353页

作者：孙蓬勃周洲西北工业大学航空学院西安710072

基于CFD的涵道螺旋桨计算方法在涉及迭代计算优化等工作时,所需计算资源较大。为降低此类工作在初步优化设计时的计算代价,发展了一种将面元法与螺旋桨滑流管尾迹模型耦合的涵道螺旋桨快速计算方法,并基于此方法开展了涵道风扇壁面外形... 详细信息

基于CFD的涵道螺旋桨计算方法在涉及迭代计算优化等工作时,所需计算资源较大。为降低此类工作在初步优化设计时的计算代价,发展了一种将面元法与螺旋桨滑流管尾迹模型耦合的涵道螺旋桨快速计算方法,并基于此方法开展了涵道风扇壁面外形快速优化设计。结果表明:发展的方法有效降低了计算资源需求,同时保留了较高的精度;发展的方法同样可应用于非圆进出口的涵道风扇快速计算;基于CFD的流场分析表明:优化后的涵道喷口扩张角减小,降低了喷口流动的逆压梯度,消除了原本存在的流动分离,并且降低了桨盘入流速度从而提高了其效率,使得涵道风扇整体推进效率提高了20.7%,说明了此套涵道风扇初步快速优化方法在寻找优化方向上的有效性。

关键词：涵道螺旋桨面元法滑流管快速计算优化

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桨尖间隙和双桨间距对涵道螺旋桨气动性能的影响

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航空动力学报 2014年第6期29卷 1468-1475页

作者：苏运德叶正寅许和勇西北工业大学航空学院翼型叶栅空气动力学国防科技重点实验室西安710072

采用基于非结构网格的滑移网格技术,对悬停状态下涵道螺旋桨流场进行了非定常Euler方程数值模拟,分别考查了桨尖间隙和双桨间距对涵道螺旋桨气动性能的影响.桨尖间隙比的变化范围取为0-1.37%,双桨间距变化范围取为0.25-0.65倍的桨叶半径... 详细信息

采用基于非结构网格的滑移网格技术,对悬停状态下涵道螺旋桨流场进行了非定常Euler方程数值模拟,分别考查了桨尖间隙和双桨间距对涵道螺旋桨气动性能的影响.桨尖间隙比的变化范围取为0-1.37%,双桨间距变化范围取为0.25-0.65倍的桨叶半径.研究发现：随着桨尖间隙增大,涵道螺旋桨拉力降低,功率载荷减小;桨尖间隙比存在一个临界值,约为1.10%,在该值附近,桨尖泄漏涡显著增强,引起涵道和螺旋桨的拉力分配关系剧烈变化,涵道拉力占总拉力的比值下降10.27%,系统气动性能迅速恶化;大间隙下桨尖泄漏流表现出较强的非定常现象.增大双桨间距可以提高共轴双桨涵道的气动效率,但是因为涵道对螺旋桨滑流的改善作用,这种影响并不显著,气动力的相对变化量在3%以内.

关键词：涵道螺旋桨共轴双桨涵道气动性能桨尖间隙双桨间距非定常模拟

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涵道螺旋桨桨叶涡强度分布计算

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航空动力学报 2002年第2期17卷 192-195页

作者：屠秋野唐狄毅中国船舶科学研究中心江苏无锡214082 西北工业大学航空动力与热力工程系陕西西安710072

本文依据开式螺旋桨理论 ,涵道后缘的库塔条件以及微元涡丝的诱导方程 ,建立了涵道螺旋桨叶片涡强度分布的计算模型并进行了数值计算。结果显示。

关键词：涵道螺旋桨涡强度强度分布计算

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轴流状态下涵道螺旋桨增升方法的数值模拟

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南京航空航天大学学报 2016年第2期48卷 173-179页

作者：杜思亮芦志明唐正飞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京210016

为了进一步提高涵道螺旋桨的功率载荷,提出了一种将螺旋桨部分桨尖嵌入到涵道体内壁面以改善涵道内部的滑流边界和唇口扰流的增升方法。采用计算流体力学(Computational fluid dynamic,CFD)方法,对其轴流状态的流场流态及气动力特性进... 详细信息

为了进一步提高涵道螺旋桨的功率载荷,提出了一种将螺旋桨部分桨尖嵌入到涵道体内壁面以改善涵道内部的滑流边界和唇口扰流的增升方法。采用计算流体力学(Computational fluid dynamic,CFD)方法,对其轴流状态的流场流态及气动力特性进行了计算和分析,并与相同直径的孤立螺旋桨及涵道螺旋桨在相同工况下的气动力进行了对比分析。

关键词：涵道螺旋桨增升计算流体力学功率载荷流场

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