CFD模拟：倾转旋翼机贴地飞行流场的地面效应与速度影响

本文主要探讨了"基于CFD方法的倾转旋翼机贴地飞行流场的数值分析"这一主题，由蒋霜和招启军两位作者合作完成，他们在南京航空航天大学直升机旋翼动力学国家重点实验室展开研究。他们的工作关注于解决倾转旋翼机在地面效应影响下的飞行流场问题，这是一个关键的工程挑战，因为地面效应可以显著改变旋翼的性能，如增升效果和气流流动特性。 在研究方法上，作者采用了三维Euler方程作为控制方程，空间方向上的求解策略是Jameson格式，时间方向则采用了五步Runge-Kutta迭代法。他们通过动量源项来模拟旋翼对流场的影响，并利用非结构网格技术来处理复杂几何形状，特别是旋翼与地面接触区域的网格细化，以提高精度。这种方法的验证部分，作者选择了具有实验数据可用的旋翼模型，确保计算结果的可靠性。 研究的重点围绕V-22"鱼鹰"倾转旋翼机，在不同飞行状态，如悬停和小速度前飞时，对其流场特性进行了深入分析。在悬停状态下，旋翼下方的下洗流受到了地面效应的显著影响，不仅表现出单旋翼的增升效果，还展现出倾转旋翼特有的内部气流汇聚，形成类似于机翼上表面的"喷泉效应"。这表明地面效应能够改变旋翼周围的流动模式，增强升力。 对于不同前飞速度下的干扰流场，作者进行了模拟，并对比了不同前进比在同一高度的压力系数分布，以此揭示前飞速度对流场特性的影响。这有助于理解如何通过调整飞行参数来优化旋翼机的性能，尤其是在地面操作环境中。 论文的关键词包括飞行器设计、倾转旋翼、地面效应、动量源、非结构网格以及计算流体力学。这篇首发论文不仅提供了理论分析，也为实际工程应用中的倾转旋翼机设计提供了宝贵的数值仿真依据，对于提升旋翼机的地面操纵性能具有重要意义。整个研究过程严谨细致，对推动旋翼机技术的发展具有积极的贡献。