旋翼繞流的高效數(shù)值計算方法及主動流動控制研究的開題報告

旋翼繞流的高效數(shù)值計算方法及主動流動控制研究的開題報告一、研究背景：旋翼是固定翼之外最重要的飛行器，廣泛應用于軍事、民用和科學研究領域。在飛行期間，旋翼產(chǎn)生的氣動力和振動對飛行器的穩(wěn)定性和控制性能產(chǎn)生重要影響。因此，對旋翼的氣動力學和振動特性的深入研究是必要的。旋翼繞流是旋翼氣動力學研究的重要方面。繞流現(xiàn)象的復雜性使得對旋翼的氣動力進行精確計算變得非常困難。傳統(tǒng)的試驗方法和半經(jīng)驗方法依賴于先驗假設和經(jīng)驗公式，難以反映氣動力學的體系結構和物理機制。新的數(shù)值分析方法，特別是計算流體動力學（CFD）方法在氣動力學研究中得到廣泛應用。高效的數(shù)值計算方法可以提高計算效率，減少試驗費用，加快新技術的研究進程，成為當前旋翼氣動力學研究的熱點之一。II、研究內(nèi)容和目標：本項目旨在開發(fā)一種高效的數(shù)值計算方法，以對旋翼繞流進行精確計算。該方法將采用CFD方法和流動控制技術，以便進行氣動力學的完整計算和主動流動控制的優(yōu)化研究。本項目的主要研究內(nèi)容包括：1、基于CFD的旋翼繞流計算方法的研究和開發(fā)；2、基于數(shù)值方法的主動流動控制技術研究；3、對旋翼氣動性能和振動特性進行詳細研究。本項目的目標是：1、設計和實現(xiàn)一種高效的數(shù)值計算方法，以計算旋轉狀態(tài)下旋翼的氣動力和流動特性。2、探索主動流動控制技術的應用，以優(yōu)化旋翼性能，改進飛行器的穩(wěn)定性和控制性能。3、對旋翼的振動特性和氣動性能進行全面分析，探索旋翼氣動力學的相應體系結構和物理機制。III、研究方法：本項目將采用以下研究方法：1、理論分析：在本項目開展之前，將對旋翼氣動力學研究的相關理論進行全面的分析和報道，以確定關鍵問題和研究方向。2、數(shù)值模擬：采用CFD方法，數(shù)值模擬旋轉狀態(tài)下旋翼繞流情況，根據(jù)旋翼表面和氣動體中氣體動力學和傳熱方程的數(shù)值解，求解有限體積方法，用于預測旋翼的氣動力和流動特性以及其振動特性；同時，對其流動控制研究進行數(shù)值計算，并進行結果分析和驗證，以優(yōu)化旋翼性能，改進飛行器的穩(wěn)定性和控制性能。3、仿真試驗：針對旋翼繞流的特定問題，開展試驗研究，驗證數(shù)值模擬的預測結果，確定相關參數(shù)。根據(jù)試驗結果，在計算分析基礎上進行更深入的分析，探索旋翼氣動力學的體系結構和物理機制。4、理論探討：在理論探討過程中，對一些關鍵問題進行更深入的探討并解決，包括旋翼繞流的數(shù)學和物理描述，氣動力學機制和流動控制技術的應用等。IV、研究結果和意義：本項目的研究成果將包括以下方面：1、設計和實現(xiàn)了一種高效的數(shù)值計算方法，可以精確地計算旋轉狀態(tài)下旋翼的氣動力和流動特性。2、通過主動流動控制技術的應用，優(yōu)化了旋翼的性能，改進了飛行器的穩(wěn)定性和控制性能。3、總結了旋翼氣動力學的基本體系結構和物理機制，并研究了流動控制技術對旋翼氣動性能和振動特性的影響。本項目的研究成果對旋翼氣動力學和流動控制技