Учет динамических условий обтекания профиля при решении задачи определения балансировочных углов несущего винта вертолета

Аэродинамика и процессы теплообмена летательных аппаратов


Авторы

Гарипова Л. И. *, Батраков А. С. **, Кусюмов А. Н. ***

Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева, КНИТУ - КАИ, ул. Карла Маркса, 10, Казань, 420111, Россия

*e-mail: lyaysan_garipova@mail.ru
**e-mail: batrakov_a.c@mail.ru
***e-mail: postbox7@mail.ru

Аннотация

Проводится моделирование двумерного нестационарного обтекания осциллирующего профиля NACA23012. Аэродинамические характеристики определяются с помощью решения осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье – Стокса в нестационарной постановке (URANS) с применением k-ω SST модели турбулентности. Учет нестационарности обтекания осциллирующего профиля приводит к существенному изменению его аэродинамических характеристик, а, следовательно, и балансировочных углов винта в сравнении со стационарной постановкой задачи.

Ключевые слова

вычислительная аэродинамика (CFD), URANS моделирование, балансировочные углы винта

Библиографический список

  1. Игнаткин Ю.М., Макеев П.В., Шомов А.И. Численное моделирование прикладных задач аэродинамики вертолета на базе нелинейной лопастной вихревой модели винта // Труды МАИ. 2016. № 87. URL: https://www.mai.ru/science/trudy/published.php?ID=65636

  2. Игнаткин Ю.М., Макеев П.В., Шомов А.И. Численное моделирование интерференции между несущим и рулевым винтами вертолета при вертикальном снижении, включая режим «вихревого кольца» несущего винта // Труды МАИ. 2013. № 69. URL: https://www.mai.ru/science/trudy/published.php?ID=43135

  3. Steijl R., Barakos G., Badcock K. A framework for CFD analysis of helicopter rotors in hover and forward flight // International Journal for Numerical Methods in Fluids, 2006, vol. 51, pp. 819–828.

  4. Ilkko J., Hoffren J., Siikonen T. Simulation of a helicopter rotor flow // Rakenteiden Mekaniikka (Journal of Structural Mechanics), 2011, vol. 44, no. 3, pp. 186-205.

  5. Batrakov A.S., Kusyumov A.N., Garipova L.I., Mikhailov S.A., Barakos G.N. The flow around helicopter main rotor in forward flight // The 4th International Conference on Advances in Mechanics Engineering (ICAME 2015), 2015, Madrid, Spain, A010-IJMMM.pdf, pp. 1-4.

  6. Bramwell A.R.S., Done G., Balmford D. Bramwell’s helicopter dynamics // 2nd edition, Published by Butterworth-Heinemann, 2001, 372 p.

  7. Barakos G.N., Drikakis D. Computational study of unsteady turbulent flows around oscillating and ramping aerofoils // International Journal for Numerical Methods in Fluids, 2003, no. 42, pp. 163-186.

  8. Dumlupinar E., Murthy V.R. Investigation of dynamic stall of airfoils and wings by CFD // 29th AIAA Applied Aerodynamics Conference, 27-30 June 2011, Honolulu, Hawaii, pp. 1-29.

  9. Батраков А.С., Кусюмов А.Н. Моделирование обтекания осциллирующего аэродинамического профиля // Сборник трудов симпозиума «Самолетостроение России. Проблемы и перспективы», Самара, 2-5 июля 2012, C. 66-68.

  10. Nik Mohd N.A.R., Barakos G.N. Computational aerodynamics of hovering helicopter rotors // Jurnal Mekanikal, 2012, no. 34, pp. 16-46.

  11. Batrakov A.S. Application of Computational Fluid Dynamics in the problems of determining the aerodynamic characteristics of the helicopter / A.S. Batrakov, L.I. Garipova, A.N. Kusyumov, G.N. Barakos // DOAJ — Lund University: Koncept: Scientific and Methodological e-magazine, 2014, Lund, no. 4, (Collected works, Best Article), vol. 1, pp. 391-395, URL: http://www.doaj.net/2416

  12. Menter F.R. Two-equation eddy-viscosity turbulence models for engineering applications // AIAA Journal, 1994, vol. 32, no. 8, pp. 1598-1605.

  13. Гарбарук А.В., Стрелец М.Х., Шур М.Л. Моделирование турбулентности в расчетах сложных течений. — СПб: Изд-во Политехнического университета, 2012. — 88 с.

  14. Abbot I. Theory of wing section. Including a Summary of Airfoil / I. Abbot, A.E. von Doenhoff. — Data Dover Publications: INC. New York, 1959, 705 р.

  15. Гарипова Л.И. Кусюмов А.Н. Моделирование интегральных и распределенных характеристик аэродинамического профиля // Сборник трудов XVI Всероссийского семинара по управлению движением и навигации летательных аппаратов. Самара. Изд-во СНЦ РАН, ч. I. 2013. C. 178 −181.

  16. Краснов Н.Ф. Аэродинамика. Основы теории. Аэродинамика профиля и крыла.— М.: Высшая школа, ч. I, 1976. — 384 с.


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2021

Вход