降雨环境下的旋翼桨叶表面水膜特性研究

【摘要】：为研究降雨对直升机旋翼气动性能的影响,对旋翼桨叶表面水膜特性进行数值模拟。基于欧拉两相流理论,提出新的水膜直接生长模型,模拟桨叶表面水膜流动形态;利用能量平衡原理,结合试验/参考数据,建立雨滴溅射实用模型,研究水膜表面粗糙特性。结果表明,雨滴撞击率与降雨率无关,但和迎角相关,且在桨叶前缘接近于1达到最大,使水膜厚度达到最小;随着迎角的增大,雨滴撞击区域逐步向桨叶下表面移动和扩散;虽然水膜表面粗糙度与降雨率成正比,但凹坑粗糙度与迎角成反比;水波纹粗糙度在桨叶接近失速时会增大,但在迎角继续增大后会由于桨叶上表面雨滴撞击区域的缩小而减小。