شبیه‌سازی عددی جریان حول بدنه‌ی بالگرد روبین با مدل‌سازی روتور

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

صنعتی اصفهان

چکیده

در این پژوهش، جریان سه بعدی حول بدنه‌ی بالگرد در حضور روتور در حالت پایا شبیه سازی شده است. روتور توسط مدل دیسک محرک با یک شبکه‌ی حلقوی مدل‌سازی می‌گردد و با جملات چشمه به معادلات مومنتم افزوده می‌شود. این مدل‌سازی روتور، سرعت محاسبات عددی را به‌نحو چشمگیری افزایش می‌دهد. جریان حول این بالگرد، در شش وضعیت مختلف از نسبت پیش‌روش و ضریب تراست روتور شبیه سازی شده است. دقت نتایج حاصل از توزیع‌های یکنواخت، خطی و تئوری المان پره بر جملات چشمه‌ی مومنتم بررسی شده است و با انتخاب توزیع توسط تئوری المان پره به‌همراه تصحیحاتی بر زوایای گام روتور، ضرایب فشار بر روی بدنه‌ی بالگرد، تغییرات نیروی تراست و قدرت آن به‌نحو قابل قبولی با نتایج تجربی منطبق شده است. برای ضریب تراست اسمی 06/0 روش‌های مختلف بارگذاری روتور برای نسبت پیش‌روش 05/0 و 23/0 با نتایج تجربی مقایسه شده است. در نسبت پیش‌روش 23/0 برای نتایج سطح بالایی بالگرد تفاوت چندانی میان روش‌های به‌کار گرفته‌شده ملاحظه نمی شود. در نسبت پیش‌روش 05/0 برای سمتی که تیغه ها به بالگرد نزدیک می شوند (سمت استاربورد)، وضعیت نتایج روش‌های همراه با اصلاح، به‌تر از روش المان پره است. حضور پایه تأثیر بسزایی در نتایج مربوط به نسبت پیش‌روش 23/0 داشته است و موجب کاهش فشار در قسمت‌های عمده ای از دم بالگرد شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Simulation of Flow Field around a Generic Helicopter Fuselage by Modeling the Rotor

نویسندگان [English]

  • A. Sedaghat
  • R. Arastooie
چکیده [English]

In this research, the steady-state flow filed around a 3D body and rotor configuration of the ROBIN helicopter is simulated. The rotor is modeled by an actuator disk. For this purpose, an annular computational domain replaces the rotor and some modeled source terms are added to the momentum equations. This modeling of rotor considerably speed up computational time. The flow field over this helicopter fuselage is simulated for six cases of different advance ratios and thrust coefficients. The accuracy of using uniform, linear and BET distributions for the rotor in the source term is investigated. With the BET and some corrections to pitch angles, pressure coefficients and variation of thrust and power of rotor are predicted in agreement with experimental data. For the nominal thrust coefficient of 0.06, different loading methods on rotor using experimental results are compared for two advance ratio of 0.05 and 0.23. In the advance ratio of 0.23 for the upper surface of helicopter, no considerable difference among the different employed methods is observed. However, for the advance ratio of 0.05 and for the side that helicopter blades get closer to the body (Starboard side), the results with the modified methods are better than BET method. The presence of strut in the computational domain has important effects in high speeds and causes reduction of pressure coefficients over body especially in downstream of the strut.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Helicopter Body and Rotor
  • Numerical Simulations
  • Actuator Disk
CAPTCHA Image