论文摘要：共轴直升机旋翼/机身气动干扰的研究

共轴式直升机因其悬停低速气动效率高、整机结构紧凑便携等优点，引起了国内外较多的关注。但是，共轴式构型直升机结构布局紧凑也引起了上下旋翼之间、旋翼与机身之间的耦合气动干扰也更为强烈。下洗气流受到机身的阻滞，会对旋翼的整体气动性能带来较大的影响，同时下洗气流作用到机身表面，会对机身产生周期性载荷，引起机身的振动。因此对共轴直升机上下旋翼之间、旋翼与机身之间的气动干扰进行理论以及试验研究具有重大的意义。

本文首先探讨了关于共轴双旋翼之间、旋翼与机身之间气动干扰的研究现状，并基于现有的理论与实验研究，提出了叶素动量法与结构滑移网格模型相结合的混合方法。计算结果表明，该方法不仅保证了计算精度，还大大缩减了计算周期。

其次，采用结构滑移网格方法对试验旋翼表面压力系数进行仿真计算，并与试验数据进行对比分析，具有较好的一致性。同时，分别运用叶素动量法和结构滑移网格方法对Harrington旋翼进行气动性能计算，与试验结果相对比，表现出较好的一致性。以上对比分析证明了叶素动量法和结构滑移网格方法对旋翼气动仿真具有较高的精度。

在此基础上，进一步运用叶素动量法与结构滑移网格相结合的混合方法对共轴双旋翼的流场分布进行研究分析，该方法中，使用叶素动量法对一定拉力系数下的上下旋翼扭矩进行配平，进而建立仿真模型进行CFD计算。计算所得旋翼气动性能与实验数据相对比，证明了该方法具有较高的效率以及精度。同时，本文根据计算结果对单旋翼、共轴双旋翼的诱导速度流场进行了对比分析。

最后，基于以上有效的混合方法对单旋翼、共轴双旋翼与Robin机身之间的气动干扰进行仿真分析。对比分析了单旋翼、共轴双旋翼的流场分布以及有无机身状态下共轴双旋翼受到的气动性能影响。以FH-1共轴直升机为算例样机，对其旋翼与机身之间的干扰流场进行了分析。

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