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题名斜风来流下纵摇运动对机-舰耦合流场的影响
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作者
李通
刘戈
宗昆
赵宁
王逸斌
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机构
中国船舶集团有限公司系统工程研究院
哈尔滨工程大学船舶工程学院
南京航空航天大学非定常空气动力学与流动控制工业和信息化部重点实验室
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出处
《空气动力学学报》
CSCD
北大核心
2023年第3期77-88,I0002,共13页
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文摘
机-舰耦合流场是一个复杂紊乱的非定常流场,舰船的六自由度摇摆运动会进一步恶化飞行甲板上方的流场环境。为了探究舰船的摇摆运动对飞行甲板上方机-舰耦合流场的影响,基于简化护卫舰SFS2和旋翼的耦合模型,对两种斜风状态下、纵摇运动中的机-舰耦合流场进行了数值模拟,分析了纵摇运动对机-舰耦合流场结构和旋翼拉力的影响,对比了两种斜风状态下的流场差异。研究结果表明:随着舰船的纵摇运动,机库后方形成的不稳定混合涡结构和垂向气流会对旋翼气动力造成明显的影响,旋翼拉力出现了近似周期性的变化,与纵摇运动的周期一致,但各观测点处的速度分量均未出现周期性的变化;旋翼拉力在甲板上浮至水平位置附近时最大,在甲板下沉至水平位置附近时最小,对于左舷和右舷来流,拉力分别降低了约13%和6%,因此飞行员要认识到纵摇运动带来的拉力损失,确保直升机具有足够的操纵量,以便能及时调整总距来保证直升机在该状况下的起降安全性。
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关键词
舰面流场
机-舰耦合流场
非定常
纵摇
计算流体力学
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Keywords
ship airwake
ship-helicopter coupled flowfield
unsteady
pitching
computational fluid dynamics
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分类号
V211.3
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名舰船甲板气流场对人员作业安全性影响分析
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作者
崔鲁宁
贺少华
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机构
中国人民解放军
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出处
《空气动力学学报》
CSCD
北大核心
2023年第3期101-110,I0002,共11页
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文摘
舰船海上航行时,甲板上的直升机旋翼尾流和舰面流场相互掺混形成了复杂的流场,这不仅会影响直升机的安全起降,同时也会对甲板作业人员的安全性造成影响。本文首先开展了流场中的人体模型数值模拟,分析了不同风速下的人体受力情况,提出了影响人员作业安全的风速范围。之后开展了西北风级、戴高乐号、伊丽莎白女王号及美国号四艘舰船的气流场仿真,依据风速范围对各舰船甲板人员安全性进行了分析,总结出作业危险区域及形成原因。在此基础上,开展了直升机进舰耦合流场计算、直升机舰面降落耦合流场计算以及舰面多机降落耦合流场计算,并对直升机进舰降落过程中甲板高速气流场以及多机降落过程中的高速气流场进行了分析,总结了甲板面人员作业危险区域。
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关键词
数值计算
人员安全
直升机
舰面气流场
机-舰耦合流场
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Keywords
numerical simulation
personnel safety
helicopter
flowfield of the ship
helicopter/ship coupled flowfield
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分类号
V211.3
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名舰载直升机-舰船耦合流场数值计算研究综述
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作者
王逸斌
马晨阳
李通
赵宁
朱春玲
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机构
南京航空航天大学非定常空气动力学与流动控制工业和信息化部重点实验室
中国船舶集团有限公司系统工程研究院
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出处
《空气动力学学报》
CSCD
北大核心
2023年第3期45-66,44,I0001,共24页
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文摘
舰载直升机舰面起降是海上舰载直升机最危险的作业之一,而舰船表面的复杂气流干扰是造成该问题的主要因素之一。本文从孤立舰船舰面流场主要特征分析出发,分别总结了航空母舰与非航空母舰类舰船的主要流动特征,以及舰载直升机-舰船耦合流场的主要流动特征。在此基础上,根据舰船表面流场计算采用的数值方法分类,从无黏流场到黏性流场计算、从定常数值计算到非定常数值计算,系统介绍了国内外的发展情况与主要研究工作。对舰载直升机-舰船耦合流场数值研究,根据采用的模型与耦合方法分类,从动量盘简化耦合模型到完整直升机模型、从单向耦合到双向耦合,介绍了国外的发展历程及主要相关工作。期望舰面流场以及机-舰耦合流场数值计算主要方法的探讨,能为后期机-舰耦合流场研究及机-舰适配性研究提供参考。
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关键词
舰载直升机
载机舰
机-舰耦合流场
数值计算
尾流
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Keywords
shipborne helicopter
carrier
ship-helicopter coupled flowfield
numerical simulation
wake
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分类号
V211.3
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名舰船运动对机舰耦合流场的影响研究
- 4
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作者
李海峰
李通
颉征
刘戈
汪成豪
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机构
海军装备部
中国船舶集团有限公司系统工程研究院
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出处
《流体动力学》
2024年第2期11-21,共11页
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文摘
机舰耦合流场是一个复杂紊乱的非定常流场,存在着涡–涡干扰现象。在真实海况下,舰船的六自由度摇摆运动会进一步恶化飞行甲板上方的流场环境,因此有必要探究舰船的摇摆运动对飞行甲板上方机舰耦合流场的影响。现基于简化护卫舰和双桨旋翼的耦合模型,通过CFD方法对舰船纵摇状态下的机舰耦合流场进行了数值模拟研究,定性分析了耦合流场结构的发展变化,同时对旋翼拉力进行了定量分析。随着舰船的纵摇运动,摆动的机库尾涡会和桨尖涡混合在一起,垂向气流也在不断变化,旋翼拉力、压强和速度都出现了近似周期性的变化,和纵摇运动的周期一致。相比于舰船的静止状态,当甲板上扬至水平位置附近时,旋翼拉力最大,增加约14%,当甲板下沉至水平位置附近时,旋翼拉力最小,减少约12%,因此直升机要具有足够的操纵量,及时改变总距以保证直升机在该状况下的安全性。
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关键词
计算流体力学
数值模拟
非定常
机舰耦合流场
纵摇
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分类号
U66
[交通运输工程—船舶及航道工程]
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题名直升机与舰船耦合流场的旋涡与分离特性
被引量：1
- 5
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作者
苏萁
王逸斌
赵宁
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机构
南京航空航天大学非定常空气动力学与流动控制工业和信息化部重点实验室
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出处
《空气动力学学报》
CSCD
北大核心
2020年第5期971-979,I0003,共10页
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基金
江苏高校优势学科建设工程资助项目(PAPD)。
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文摘
直升机的舰面起降安全性问题一直受到广泛关注,舰船尾流和旋翼涡流的相互干扰耦合,对舰载直升机的操纵产生了极大威胁。为了克服稳态计算和动量源法的局限性,采用重叠网格法模拟旋翼的转动,对直升机舰面悬停和下降过程中的非定常耦合流场进行了数值计算。结果表明,重叠网格法能够更准确地捕捉旋翼涡流场的细节。直升机舰面悬停过程中,旋翼拉力系数逐渐收敛并表现为稳定的周期性波动,桨尖涡呈螺旋状脱落,与机库后方回流区及舷涡发生干扰,流场的非定常效应明显;直升机着舰过程中,回流区的再附点先向舰尾方向移动然后逐渐向舰首方向移动,桨尖涡与舰面旋涡的挤压碰撞加剧,使得旋翼拉力系数产生显著振荡,耦合流场的湍流度急剧增加且振荡幅度越来越大,加大了着舰的风险性。
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关键词
机舰耦合流场
旋涡
分离
数值模拟
重叠网格法
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Keywords
coupled flow field of helicopter and ship
vortex
separation
numerical simulation
overset mesh method
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分类号
V211.52
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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