主管单位:中华人民共和国工业和信息化部
主办单位:西北工业大学  中国航空学会
地       址:西北工业大学友谊校区航空楼
基于CFD耦合DEM并行算法的旋翼飞行器桨叶沙盲现象模拟分析
作者:
作者单位:

空军航空维修技术学院

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通讯作者:

中图分类号:

V212.4

基金项目:

2017年度空军装备修理科研项目(DW-70-2017);2017年湖南省教育厅科研项目(17C0012)


Simulation Analysis to Sand Blindness of Rotorcraft Blades Based on Coupled CFD-DEM Parallel Algorithm Method
Author:
Affiliation:

Airforce Aviation Repair Institute of Technology

Fund Project:

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    摘要:

    旋翼飞行器处于地效(IGE)悬停状态易吸入沙尘从而引起沙盲现象。为了研究出现沙盲现象时的悬停流场与沙尘的运动规律,采用基于雷诺平均 N-S 方程及 k-ω(SST)湍流模型,结合计算流体力学(CFD)与离散元(DEM)耦合并行算法,使用 Fluent 软件进行流场连续相计算;通过 API 传递流场信息至离散相,计算直升机旋翼的悬停流场,并与可得到的 PIV 测量结果进行对比;再将流场动量数据传输给离散相,计算沙尘的完整运动轨迹和颗粒分布。结果表明:在对流场精确模拟的同时,采用离散元方法对沙尘颗粒受力运动以及空间分布较好地模拟,能够多参数化地了解地效流场和细微沙尘颗粒受力运动规律,直观呈现沙盲的发展过程。

    Abstract:

    In order to study the hovering flow field and sand dust movement law of a rotorcraft in ground effect (IGE) hovering due to sand dust inhalation, Fluent software was used to calculate the flow field continuously based on Reynolds averaged N-S equation and K-ω(SST) turbulence model, combined with the parallel algorithm of CFD (Computational Fluid Dynamics) and DEM(Discrete Element Method). Through API(Application Programming Interface), the hovering flow field of helicopter rotor is calculated and compared with the PIV(Particle Image Velocimetry) measurement results. After that, the momentum data of flow field is transmitted to discrete phase to calculate the complete trajectory and particle distribution of dust. The results show that: when the convection field is accurately simulated, the force movement and spatial distribution of sand dust particles are well simulated by using the discrete element method, which can understand the ground effect flow field and the force movement law of fine dust particles with multi parameters, and directly present the development process of sand blindness.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

文 韬,程党根.基于CFD耦合DEM并行算法的旋翼飞行器桨叶沙盲现象模拟分析[J].航空工程进展,2021,12(3):71-77

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  • 收稿日期:2020-08-05
  • 最后修改日期:2020-10-28
  • 录用日期:2020-11-03
  • 在线发布日期: 2021-06-25
  • 出版日期: