БЕССЕТОЧНОЕ ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕСТАЦИОНАРНОГО ДВИЖЕНИЯ УПРУГОЙ ЛОПАСТИ ВЕРТОЛЁТА

Автор: Анастасия Дмитриевна Чичерина

Соавторы: Веденеев В.В.

Организация: Механико-математический факультет МГУ имени М.В. Ломоносова, НИИ механики МГУ

Рис. Вихревой след за вращающейся лопастью винта вертолета.

В работе представлено бессеточное численное моделирование трехмерного нестационарного безотрывного обтекания упругой лопасти винта вертолета идеальной несжимаемой жидкостью. Для нахождения аэродинамических сил и моментов, действующих на тело, используется метод дискретных вихрей [1]. Воздействие тела на поток в каждый момент времени моделируется вихревым слоем, расположенным на поверхности тела, и вихревой пелены за ним. Для определения изменения формы лопасти под действием рассчитанных на данном временном шаге нагрузок используется балочная модель. Уравнение движения балки учитывает изгиб и кручение [2]. На следующем шаге в расчете, учитывая изменения в геометрии тела, используется новая вихревая схема для нового положения лопасти, вычисляются нагрузки, и далее итерации повторяются.

Реализованный программный код для численного решения задачи о нестационарном обтекании трехмерных тел идеальной несжимаемой жидкостью оттестирован на сходимость по пространственной сетке и временному шагу. Проведена его верификация на модельных задачах, результаты расчетов находятся в согласии с результатами других авторов.

Численный метод не содержит произвольных эмпирических параметров. Разработанный метод решения связанной аэроупругой задачи позволяет рассчитать маховое движение лопасти при горизонтальном полете и исследовать границу флаттера.

1.Белоцерковский С.М., Ништ М.И. Отрывное и безотрывное обтекание тонких крыльев идеальной жидкостью. М.: Наука. 1978.

2. Окопный Ю.А., Радин В.П. Механика материалов и конструкций. М.: Машиностроение. 2001.