23、小型悬停螺旋桨与鱼骨主动弯度变形机翼表面研究

小型悬停螺旋桨与鱼骨主动弯度变形机翼表面研究

小型悬停螺旋桨研究

1. 研究背景
   • 如今，无人机（UAV）是发展最快的工程领域之一，因其应用广泛、形状和尺寸多样。大多数小型无人机由旋翼推进，需在多种运行状态下保持高效可靠，因此对其建模和仿真需特别关注。本文聚焦小型悬停螺旋桨周围的流动结构分析。
2. 研究方法
   • 实验测量 ：在贝尔格莱德大学机械工程学院进行实验，测量了五个不同量，包括悬停时的旋翼推力、旋翼频率、电压、电流和振动，隐式确定了旋翼扭矩和功率。但实验存在不足，测量设备和刚性支架位于螺旋桨尾流中，虽对测量的空气动力性能有有利影响，但可能导致结果不够准确。
   • 数值计算
     • 计算域：外部静止计算域是一个大圆柱体，分别向上游、下游和径向延伸2m、8m和5m。
     • 网格生成：生成了不同细化程度的计算网格，粗、中、细网格分别包含约200万、700万和1600万个六边形控制体积，通过构建Voronoi图和Lloyd迭代过程在Stitch网格生成器中生成。
     • 求解器：使用Cascade Technologies开发的基于有限体积的可压缩流求解器charLES，采用Vreman模型模拟亚网格尺度应力，使用无穿透应力的代数平衡壁模型获取壁面附近的速度剖面。
     • 计算设置：由于桨尖马赫数约为0.4，采用可压缩公式和移动网格选