基于快速多極展開算法的直升機旋翼尾跡計算分析的開題報告

基于快速多極展開算法的直升機旋翼尾跡計算分析的開題報告一、選題背景直升機作為一種重要的垂直起降飛行器，具有廣泛的應(yīng)用價值。其尾跡是由旋轉(zhuǎn)的旋翼產(chǎn)生的，其特點是旋轉(zhuǎn)速度高、速度差大、渦結(jié)構(gòu)復(fù)雜等。因此，在直升機的飛行性能研究和噪聲控制方面，對尾跡的研究變得尤為重要?，F(xiàn)有的求解旋翼尾跡的方法主要有有限體積法、有限元法和面源法等。但隨著計算機性能的提高，基于快速多極展開算法的直接數(shù)值模擬方法越來越受到關(guān)注。該方法以高效的計算速度和較高的精度著稱，是計算線性統(tǒng)計問題的一種有效方法。二、研究內(nèi)容本文主要研究基于快速多極展開算法的直升機旋翼尾跡計算分析。具體研究內(nèi)容包括：1.快速多極展開算法的基本原理和基本流程。2.根據(jù)旋翼的運動狀態(tài)和葉片的氣動力特性，建立旋翼尾跡的數(shù)學(xué)模型。3.生成適合用于快速多極展開算法計算的網(wǎng)格模型，并完成模型的離散化處理。4.應(yīng)用快速多極展開算法求解旋翼尾跡中的速度場和壓力場，并進行分析。5.對計算結(jié)果進行驗證，并與其他方法進行比較分析。三、研究意義本文的研究將有助于了解直升機旋翼尾跡的流場特性，從而對直升機的飛行性能和噪聲控制方案進行更加有效地優(yōu)化。同時，該研究還可以為其他通過流體力學(xué)分析進行的研究提供參考和借鑒，以及對計算流體力學(xué)方法的發(fā)展和改進提供重要的理論基礎(chǔ)。四、研究方法本文將采用快速多極展開算法求解旋翼尾跡中的速度場和壓力場。該方法依賴于快速多極展開算法的高效計算和計算精度，同時還能夠?qū)Υ笠?guī)模計算問題進行較好的處理。具體流程包括：1.建立旋翼尾跡的數(shù)學(xué)模型。2.生成適合用于快速多極展開算法計算的網(wǎng)格模型，并完成模型的離散化處理。3.編寫快速多極展開算法程序，進行計算和數(shù)據(jù)處理。4.對計算結(jié)果進行驗證，并與其他方法進行比較分析。五、預(yù)期結(jié)果本文研究的預(yù)期結(jié)果包括：1.快速多極展開算法在計算直升機旋翼尾跡流場時的精度和計算效率。2.得出直升機旋翼尾跡流場的分布特性和變化規(guī)律，對尾跡流場分析有更深刻的認識。3.研究結(jié)果能夠為直升機的飛行性能和噪聲控制方案提供參考，并可以在其他流體力學(xué)分析中具有一定的推廣應(yīng)用價值。六、進度安排本文的研究進度安排如下：1.在2022年的上半年完成文獻調(diào)研和基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)。2.在2022年的下半年完成快速多極展開算法程序編寫和算例驗證。3