程钰锋，郑小梅，脱 伟，董立伟，何秀然

(北京航空工程技术研究中心，北京 100076)

0 引言

涵道螺旋桨是指被涵道包围的螺旋桨，与普通螺旋桨相比，具有气动效率高、安全性能好的特点。涵道螺旋桨出现于20世纪50年代，主要应用于地效飞行器、气垫船、直升机尾桨、无人机动力装置等。涵道螺旋桨气动性能的研究是涵道螺旋桨动力系统研制工作的关键，国内外许多专家学者都采用计算流体力学(CFD)技术研究了螺旋桨的气动性能，取得了很多有意义的成果。

20世纪80年代开始，许多研究以欧拉方程和N-S方程来求解旋翼流场。我国的研究工作始于90年代。近年来，西工大宋文萍团队采用雷诺平均N-S方程和嵌套网格技术对螺旋桨旋转运动进行了比较多的研究。由于螺旋桨和旋翼流场的复杂性，螺旋桨、旋翼CFD技术总体落后于固定翼CFD技术，对涵道螺旋桨的研究相对更少。王晓峰建立了涵道螺旋桨强度分布计算模型，用强度分布计算模型代替最小能量损失设计方法中的Prandtl动量损失因子，建立了一套涵道螺旋桨工厂设计方法。刘沛清详细推导了涵道螺旋桨的片条理论计算公式，并以某型直升机尾桨为例计算了螺旋桨拉力和功率变化曲线。许和勇基于非结构动态嵌套网格方法，对涵道螺旋桨与普通螺旋桨的气动特性进行了非定常数值模拟。

目前文献资料对涵道作用结果的阐述比较多，对涵道螺旋桨三维旋转流场细节的研究比较少。本文基于滑移网格模型，通过求解三维非定常N-S方程，详细分析了普通螺旋桨与涵道螺旋桨的推力、压力、流线等分布规律，研究了涵道气动机理，结果合理，可以用于涵道螺旋桨的设计和研究。……