某型三叶螺旋桨的气动特性数值模拟及试验

项 松，刘远强

(沈阳航空航天大学 辽宁省通用航空重点实验室，沈阳 110136)

某型三叶螺旋桨的气动特性数值模拟及试验

项 松，刘远强

(沈阳航空航天大学 辽宁省通用航空重点实验室，沈阳 110136)

以某型三叶螺旋桨为研究对象，基于RANS(Reynolds-averaged Naiver-Stokes)方程和SST(Shear Stress Transport)湍流模型的多重参考坐标系MRF(Multiple Reference Frames)方法对该三叶螺旋桨进行准定常数值模拟和性能计算。通过与试验结果对比，对三叶螺旋桨不同转速下的静态拉力、扭矩和效率进行了验证分析，得到拉力偏差值在2%左右，扭矩偏差值在10%左右。经过比较发现，计算结果与试验结果吻合良好，可为通航飞机螺旋桨的模拟和设计提供参考。

三叶螺旋桨；气动性能；数值模拟；风洞试验；通用航空

目前国内外文献主要是采用经验公式的方法进行性能的计算，虽然计算速度快，但是精度不高，而且许多方法对于零风速下的螺旋桨性能预测偏差范围更大。本文将对三叶通航飞机螺旋桨采用基于雷诺平均NS方程的多重参考坐标系MRF方法对其滑流进行准定常数值模拟，分析螺旋桨在零风速下的流场特性和相关性能，并按照等前进比原则进行了螺旋桨的静态拉力试验，验证计算值与试验值的吻合程度较好，可为今后通航飞机螺旋桨气动计算提供参考。

1 螺旋桨数值模拟方法

1.1 控制方程

(1)

式(1)中t为时间项，V为流体微元单元控制体，S为围绕单元控制体的封闭曲面，Q为守恒变量，H为无黏通量，Hv为黏性通量项和坐标系转换的添加源项G，其具体……