不同风速对水面舰船风尾流影响的大涡模拟*

袁书生　赵元立　粘松雷

(海军航空工程学院　烟台　264001)



不同风速对水面舰船风尾流影响的大涡模拟*

袁书生赵元立粘松雷

(海军航空工程学院烟台264001)

摘要采用低速气流运动控制方程组和湍流大涡模拟方法，研究了不同来风速度对水面舰船风尾流的影响，得到了不同来风速度条件下飞行甲板上方及舰船后方某些点处压力和垂向速度随时间的变化关系及三个典型平面上的时均表压力和垂向速度的分布。结果表明，正向来风条件下，随着风速增加，甲板上方空间内的湍动能增加显著;风尾流中间歇性出现显著湍动能的时间间隔，随着风速增加有所减小。飞行甲板上方和舰尾流中出现的下洗气流区域宽度、长度和高度，受风速大小影响不大。飞行甲板区域上方形成的正压区和压力值，随着风速增大而增加。

关键词水面舰船; 风尾流; 大涡模拟

Class NumberTP391

1引言

大气绕流水面舰船将诱导出复杂的风尾流结构，由于流场中形成了剪切层和尺寸与直升机主旋翼直径相当的涡结构，风尾流在旋翼和机身上将产生脉动的力和力矩，非稳定的风尾流将引起直升机姿态，水平、垂直位置和航向的变化，这迫使驾驶员必须不断地操作驾驶杆，以确保直升机保持在飞行甲板上方的位置。前人研究表明，在飞行甲板区域流场中，以0.2Hz～2Hz频率出现显著的湍流能量，在直升机起降时作用在包含驾驶员的闭环系统中[1～2]，这意味着将大大加剧了驾驶员的工作负荷[3]，显著地增大直升机起飞与着舰的难度，严重时甚至导致着舰失败。……