旋翼流动的块结构化网格自适应方法

从旋翼的旋转运动和旋涡环绕流场特点出发，探讨了流场计算中的双网格建模方法，即采用结构化贴体网格随桨叶一起运动，采用背景网格的自适应加密模拟旋涡的空间演化。发展了块结构化的背景笛卡尔网格生成方法，网格以块为单位进行加密或稀疏变化，所有网格块的网格维数相同，采用八叉树数据结构和空间填充Z曲线进行管理，满足自适应加密和并行分区的需求。采用该方法对UH-60A旋翼进行了网格建模，在以桨叶贴体网格为输入的前提下自动生成了初始笛卡尔背景网格，同时针对旋翼的悬停和前飞状态流场，分别采用Landgrebe和Beddoes尾迹模型为网格加密提供线索。在此基础上对空间背景网格进行了自适应加密，最大允许网格加密层次为9层，桨尖涡目标区域的网格尺度为0.01倍弦长。结果表明，当前笛卡尔自适应网格方法足够灵活，能够根据桨尖涡位置变化进行网格加密或稀疏操作，自适应网格加密受最大加密层次、目标加密区域的大小和目标区域的网格间距等因素决定。本文的自适应方法具有网格调整效率高的特点，在提高非定常桨尖涡模拟精度方面有一定的应用前景。