旋翼跨音速非定常黏性绕流的高效CFD模拟方法

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1、第47卷第2期2015年4月南京航JournalofNanjingDOI：10．16356／j．1005—2615．2015．02．006空航天大学学报UniversityofAeronautics&AstronauticsV01．47NO．2Apr．2015旋翼跨音速非定常黏性绕流的高效CFD模拟方法吴琪1招启军1林永峰(1．南京航空航天大学直升机旋翼动力学国家级重点实验室，南京，210016；2．印智昭1中国直升机设计研究所，景德镇，333001)摘要：为提高旋翼跨音速黏性绕流CFD模拟的效率，建立了一套基于隐式LU-SGS算法和OpenMP并行策略的旋翼非定常流场

2、高效数值求解方法。首先，基于二维剖面翼型的Poisson方程求解和网格插值、翻折方法生成绕桨叶的0一C-0型贴体正交网格，并采用高效的“扰动衍射”(Disturbancediffractionmethod，DDM)挖洞方法、并行化”Inversemap『，(IM)的贡献单元搜索方法，构建了旋翼运动嵌套网格系统。在此基础上，以耦舍孓A湍流模型的非定常RANS方程为主控方程，对流通量采用高精度的Roe-MUSCL格式进行离散，时问推进采用隐式LU-SGS双时间方法，同时采用0penMP并行策略加速旋翼流场求解。最后，运用所建立的方法分别对悬停0NERA7A旋翼、前飞Cara

3、donna-Tung(C-T)旋翼无升力状态及SA349／2旋翼有升力状态的气动特性及涡尾迹特征进行了模拟，通过与试验值对比验证了文中方法在旋翼非定常漉场CFD模拟中的有效性和高效性。关键词：旋翼；非定常气动特性；隐式算法；并行策略；孓A湍流模型；运动嵌套网格中图分类号：V211．52文献标志码：A文章编号：1005—2615(2015)02—0212—08Highly-EfficientCFDMethodforPredictingUnsteadyTransonicViscousFlowAroundRotorWuQil，ZhaoQijunl，LinYongfen92，Y

4、inZhizha01(1．NationalKeyLaboratoryofScienceandTechnologyonRotorcraftAeromechanies，NanjingUniversityofAeronautics＆Astronautics，Nanjing，210016，China；2．ChinaHelicopterResearchandDevelopmentInstitute，Jingdezhen，333001·China)Abstract：AimingatimprovingtheCFDsimulationefficiencyonthetransonicvi

5、scousflowaroundrotor，theimplicitLU—-SGSalgorithmandOpenMPparallelstrategyareemployedforhighly--efficientpredic-tingtheunsteadyflowfieldofrotor．Firstly，theO—C-Otypeorthogonalandbody—fittedgridaroundro—torbladeisgeneratedbysolvingPoissonequationsfortheairfoil，interpolotingandfoldingapproac

6、h．Thenthe”disturbancediffractionmethod『，(DDM)iSutilizedintheidentificationofholecells，andtheparallel”inversemap”(IM)methodisadoptedforsearchingthedonorcells，thusconstructingtherotormoving—embeddedgridsystem．Onthesebases。theunsteadyRANSequationscoupledwithSAturbu—lencemodelareusedasthegov

7、erningequations，thehigh—orderschemeofRoe—MUSCLisusedforspa—tialdiscretisationofconvectivefluxes，adual-timebasedimplicitschemeofLU—SGSisadoptedfortern—poraldiscretisation，andthedatasharingOpenMPparallelstrategyisemployedtoacceleratethecalcula-tionaswell．Finally．aerodynamic