付炜嘉, 李杰, 娄琪琳

(西北工业大学 航空学院, 陕西 西安　710072)



基于高阶格式的旋转类问题非定常流动数值模拟研究

付炜嘉, 李杰, 娄琪琳

(西北工业大学 航空学院, 陕西 西安710072)

摘要：基于结构网格动态面搭接技术、五阶Roe-WENO格式求解非定常RANS方程，开发了用于旋转类问题非定常流动数值模拟的计算分析程序，并针对典型旋转类算例进行了分析验证。对Caradonna-Tung旋翼的计算结果表明：计算得到的旋翼桨叶表面压力分布与实验值吻合良好，计算程序可以用于旋翼悬停、简单前飞状态的气动力数值模拟与分析；同时在计算网格分布相同情况下，五阶Roe-WENO格式较三阶Roe-MUSCL格式对于旋翼尾迹的分辨率更高，计算得到的旋翼桨尖涡尾迹更加清晰。对螺旋桨机翼干扰问题的研究结果表明，所开发的计算程序对于刚性旋转类问题非定常流动数值模拟具有很好的适用性，对于尾迹的捕捉具有较高的精度，满足工程实际应用的要求。

关键词：结构网格动态面搭接技术;五阶Roe-WENO格式;旋翼;螺旋桨;非定常流动

当前，计算流体力学(CFD)技术已经成为空气动力学问题研究的主要手段，被广泛地用于工程实际问题的计算分析。旋转类问题非定常流动数值模拟一直是空气动力学研究的难点与热点，其难点主要包括以下2个方面：①如何采用合理的网格技术实现旋转运动；②如何提高尾迹模拟的精度。

旋转类问题在工程中随处可见，包括直升机旋翼、螺旋桨、风力机叶片、航空发动机叶片等问题。……