直升機(jī)穩(wěn)態(tài)飛行狀態(tài)旋翼振動載荷的CFD-CSD耦合分析方法.pdf

1、旋翼振動載荷預(yù)估是直升機(jī)動力學(xué)研究領(lǐng)域的一個難點，本文研究穩(wěn)態(tài)飛行狀態(tài)旋翼振動載荷預(yù)估的CFD/CSD耦合分析方法，對于提高旋翼振動載荷的預(yù)估精度具有重要的理論和工程實用價值。
　　本文針對旋翼振動載荷CFD/CSD氣彈耦合分析中的關(guān)鍵問題開展研究，重點完成如下幾個方面的工作：
　　(1)旋翼計算結(jié)構(gòu)動力學(xué)(CSD)模型?；谥械茸冃瘟豪碚摚茖?dǎo)了彈性旋翼槳葉全耦合非線性運(yùn)動方程，考慮槳葉單元內(nèi)部剛度特性和質(zhì)量特性隨局部徑向

2、坐標(biāo)的變化，建立了19自由度高斯梁單元，采用力積分法計算槳葉剖面振動載荷，形成了非線性旋翼結(jié)構(gòu)動力學(xué)模型。以此為基礎(chǔ)，采用Matlab語言編寫了旋翼槳葉結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析的CSD代碼，用于槳葉模態(tài)計算、運(yùn)動與變形分析以及結(jié)構(gòu)振動載荷計算；CSD模塊預(yù)留了I/O接口，用于CFD、CSD之間交換數(shù)據(jù)。
　　(2)旋翼流場CFD建模與求解。提出了適合于旋翼流場CFD網(wǎng)格驅(qū)動的槳葉剛體運(yùn)動與彈性變形描述方法；基于流體分析軟件Fluent平臺，

3、通過可拓展性接口函數(shù)（UDF）開發(fā)了旋翼槳葉剛體與彈性運(yùn)動模擬的C語言程序，采用滑移+動網(wǎng)格的混合運(yùn)動網(wǎng)格技術(shù)實現(xiàn)旋翼的旋轉(zhuǎn)及揮擺扭剛?cè)狁詈线\(yùn)動，最終建立了以結(jié)構(gòu)/非結(jié)構(gòu)混合網(wǎng)格為基礎(chǔ)的適合求解可壓非定常粘性流場的旋翼CFD模型。
　　(3)CFD/CSD耦合策略。發(fā)展了直升機(jī)前飛狀態(tài)旋翼的配平方法和CFD/CSD緊耦合策略。以Fluent平臺為主控程序，通過用戶自定義函數(shù)UDF、I/O文件傳輸方式，實現(xiàn)了CSD與CFD模塊之間的