● 摘要
本文的研究目标是对直升机旋翼机身的耦合流场进行数值模拟。主要运用作用盘模型，也运用了滑移网格技术。 首先使用作用盘模型来模拟旋翼对流场的作用，对孤立机身、旋翼机身耦合及旋翼机身发动机耦合的流场进行了数值模拟，并和实验以及国外的计算结果进行了比较，计算结果与其一致。作用盘模型用无限薄的圆盘代替旋转的桨叶，圆盘上下表面动量和能量的变化等效于旋翼对流场的作用，分为均匀作用盘和非均匀作用盘。对于均匀作用盘，均匀的拉力分布等效于旋翼平面上下表面的压力差。对于非均匀作用盘，通过运用直升机涡流理论、叶素理论进行公式推导，能够获得盘面非均匀的压力分布，运用UDF（自定义函数）将旋翼的影响添加到计算中。 然后运用滑移网格技术（Sliding Mesh）求解旋翼机身耦合流场。滑移网格技术属于完全的非定常求解。在某一时间步，旋转区域（旋翼及附近区域）和静止区域（机身及附近区域）分别计算各自流场，通过交界面传递流动参数。随着时间的推进，旋转区域的网格随着旋翼一起转动，而静止区域的网格则静止不动。 运用有限体积法离散控制方程并采用交错网格下的SIMPLE算法对其进行求解，湍流模型选用S-A一方程模型。