旋翼尾流时空发展二维速度场的实验研究  

Experimental Study on Space-Time Development of Two-Dimensional Velocity Field in Rotor Wake

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作  者:齐中阳 张卫国 潘翀 QI Zhong-yang;ZHANG Wei-guo;PAN Chong(Rotor Aerodynamics Key Laboratory,Mianyang 621000,China;Ningbo Institute of Technology,Beihang University,Ningbo 315800,China;School of Aeronautic Science and Engineering,Beihang University,Beijing 100191,China)

机构地区:[1]旋翼空气动力学重点实验室,四川绵阳621000 [2]北京航空航天大学宁波创新研究院,浙江宁波315800 [3]北京航空航天大学航空科学与工程学院,北京100191

出  处:《气体物理》2022年第3期1-7,共7页Physics of Gases

基  金:旋翼空气动力学重点实验室研究开放课题(RAL20200203-2)。

摘  要:旋翼作为直升机的主要升力和操纵部件,具有复杂的流场结构,如非定常性,桨-涡干扰和桨尖涡等,导致旋翼流场研究十分困难.针对这一问题,结合锁相技术和粒子图像测速(particle image velocimetry,PIV)技术开展了悬停状态下旋翼流场的实验研究,并通过本征正交分解(proper orthogonal decomposition,POD)提取主要含能模态,刻画流场时空演化.结果显示,旋翼尾流发展过程中向旋转轴靠近,二维流场结构呈现倒三角结构,即扩展到三维流动中会呈现倒锥型结构的特性;通过POD进行含能模态分析,旋翼尾流中对湍动能贡献最大的为桨叶涡结构,其次是桨尖涡结构.As the main lift and control component of helicopter,rotor has complex flow field structure,such as unsteadiness,blade-vortex interaction and tip vortex.It is difficult to study the rotor flow field.To solve this problem,an experimental study of rotor flow field in hovering state was carried out by combining phase lock technology and particle image velocimetry(PIV)technology.Then the main energetic modes were extracted by proper orthogonal decomposition(POD)to describe the space-time evolution of the flow field.The results show that the rotor wake is presented as an inverted triangle structure in 2D structure,so that is an inverted cone structure in 3D structure.According to POD energetic analysis,blade vortex structure contributes the most to turbulent kinetic energy in rotor wake,followed by tip vortex structure.

关 键 词:旋翼尾流 PIV实验 二维速度场 流动发展 锁相技术 

分 类 号:V211.7[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]

 

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