| 基于径向点插值方法的柔性螺旋桨气动弹性模拟 |
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| 引用本文： | 张宇,王晓亮.基于径向点插值方法的柔性螺旋桨气动弹性模拟[J].上海交通大学学报,2020,54(9). |
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| 作者姓名： | 张宇 王晓亮 |
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| 作者单位： | 上海交通大学航空航天学院,上海200240;上海交通大学航空航天学院,上海200240 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金;国家自然科学基金;上海市自然科学基金 |
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| 摘 要： | 为研究柔性螺旋桨的气动弹性效应和推进性能,以成熟的计算流体力学和计算固体力学软件为平台,建立径向点插值方法(RPIM)以完成网格节点的位移传递,由虚位移原理辅助完成载荷传递的螺旋桨气动弹性分析框架.该方法可以避免生成奇异的插值矩阵,具有数值稳定性,适用于任意分布的节点,且能保证在数据传递过程中不发生能量损耗.流场网格更新通过Delaunay映射方法实现.研究结果表明:在所设置的工况中,桨叶沿来流方向的最大变形量可达桨叶半径的9.4%,旋转平面内的变形量约为来流方向上的52.1%;变形会使螺旋桨的迎风面受到更大的正压力,进而导致柔性螺旋桨产生比刚性螺旋桨更高的推力和扭矩,其最大改变量分别为7.2%和9.9%;气动弹性效应基本不会对推进效率产生影响.综上,在螺旋桨处于大推力、低速工况下时,气动弹性效应对推进性能有较大的影响,能够在基本维持原有效率不变的情况下提高推力.
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| 关 键 词： | 径向点插值方法 气动弹性 柔性螺旋桨 Delaunay映射 计算流体力学 计算固体力学 |
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