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大型运输机地面涡流场数值模拟

杨柳 刘雨 王俊琦

杨柳, 刘雨, 王俊琦. 大型运输机地面涡流场数值模拟[J]. 航空动力学报, 2023, 38(1):151-159 doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20210435
引用本文: 杨柳, 刘雨, 王俊琦. 大型运输机地面涡流场数值模拟[J]. 航空动力学报, 2023, 38(1):151-159 doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20210435
YANG Liu, LIU Yu, WANG Junqi. Numerical simulation of ground vortex flow field of large transport aircraft[J]. Journal of Aerospace Power, 2023, 38(1):151-159 doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20210435
Citation: YANG Liu, LIU Yu, WANG Junqi. Numerical simulation of ground vortex flow field of large transport aircraft[J]. Journal of Aerospace Power, 2023, 38(1):151-159 doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20210435

大型运输机地面涡流场数值模拟

doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20210435
基金项目: 国家科技重大专项(2017-Ⅴ-0001-0050)
详细信息
    作者简介:

    杨柳(1995−),女,助理工程师,硕士,主要从事航空发动机飞行试验研究

  • 中图分类号: V211.3

Numerical simulation of ground vortex flow field of large transport aircraft

  • 摘要:

    针对地面涡现象,建立了大型运输机装配涡扇发动机的三维模型,采用数值仿真方法模拟计算不同风速、风向、滑行速度条件下的地面涡流场。根据计算结果分析得到了地面涡流场分布特征及变化规律,提出了该型机运营过程中的注意事项。结果表明:针对该型机,地面涡进气主要造成进气旋流畸变,进气总压畸变水平较低,畸变指数保持在1.1%~1.7%之间。逆风风速大于5 m/s时地面涡消失,其强度随风速增加先增后减;随着风向变化,地面涡流场的涡系结构不断变化,处于下风侧的短舱更容易产生地面涡;滑行条件下地面涡强度变化较小,滑行速度达到3 m/s时已无涡吸入。实际使用中,地面静止开车时应着重观察旋流畸变较大的1号、4号发动机的工作状态;滑行时应着重观察地面涡吸入能力较强的2号、3号发动机的外物吸入情况。

     

  • 图 1  模型尺寸示意图

    Figure 1.  Model size diagram

    图 2  计算域网格

    Figure 2.  Computing domain mesh

    图 3  边界条件设置

    Figure 3.  Boundary condition setting

    图 4  校验模型尺寸

    Figure 4.  Calibration model size

    图 5  数值模拟与试验测量的地面涡Γ对比

    Figure 5.  Comparison of Γ of ground vortex between numerical simulation and experimental measurement

    图 6  流线对比

    Figure 6.  Comparison of streamlines

    图 7  逆风条件下进气道出口流线图

    Figure 7.  Inlet and outlet streamline under headwind condition

    图 8  不同逆风风速下流线图

    Figure 8.  Streamline under different headwind speeds

    图 9  无量纲环量随逆风风速的变化

    Figure 9.  Dimensionless circulation vs. headwind speeds

    图 10  Sc,60随逆风风速的变化

    Figure 10.  Sc,60 vs. headwind speeds

    图 11  周向总压畸变指数随逆风风速的变化

    Figure 11.  Circumferential total pressure distortion vs. headwind speeds

    图 12  风向示意图

    Figure 12.  Wind direction diagram

    图 13  不同风向下流线图

    Figure 13.  Streamline under different wind directions

    图 14  无量纲环量随风向的变化

    Figure 14.  Dimensionless circulation vs. wind directions

    图 15  Sc,60随风向的变化

    Figure 15.  Sc,60 vs. wind directions

    图 16  周向总压畸变指数随风向的变化

    Figure 16.  Circumferential total pressure distortion vs. wind directions

    图 17  不同滑行速度下流线图

    Figure 17.  Streamline under different taxiing speeds

    图 18  无量纲环量随滑行速度的变化

    Figure 18.  Dimensionless circulation vs. taxiing speeds

    图 19  Sc,60 随滑行速度的变化

    Figure 19.  Sc,60 vs. taxiing speeds

    图 20  周向总压畸变指数随滑行速度的变化

    Figure 20.  Circumferential total pressure distortion vs. taxiing speeds

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  • 收稿日期:  2021-08-10
  • 网络出版日期:  2022-09-07

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