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改进型CLOR桨尖旋翼气动特性试验研究及数值分析
改进型CLOR桨尖旋翼气动特性试验研究及数值分析
摘要：
本文针对传统CLOR桨尖旋翼在高速旋转状态下的气动性能问题，进行了改进型研究。以双缝线风洞为实验平台，选取不同桨叶旋转速度和角度进行试验，同时利用CFD软件建立数值分析模型，对改进型CLOR桨尖旋翼进行数值模拟分析。试验结果表明，改进型CLOR桨尖旋翼的升力系数和风阻系数均得到了提升，其中在高速旋转状态下提升明显，符合实际应用需求。数值分析结果与试验结果基本一致，验证了改进型CLOR桨尖旋翼的气动优化设计方案的合理性。
关键词：CLOR桨尖旋翼；气动特性；改进型；数值分析；试验研究
Abstract：
InordertosolvetheaerodynamicperformanceproblemofCLORbladetiprotorinhighspeedrotationstate,thispaperstudiestheimprovedCLORbladetiprotor.Weusethedoubleslitwindtunnelastheexperimentalplatform,andselectdifferentbladerotationspeedsandanglesforexperimentation.Atthesametime,weuseCFDsoftwaretoestablishanumericalanalysismodel,andcarryoutnumericalsimulationanalysisontheimprovedCLORbladetiprotor.TheexperimentalresultsshowthattheimprovedCLORbladetiprotorhasimprovedliftcoefficientanddragcoefficient,andtheimprovementisparticularlyclearinhighspeedrotationstate,whichmeetstheactualapplicationdemand.Thenumericalanalysisresultsarebasicallyconsistentwithexperimentalresults,whichverifiestherationalityoftheaerodynamicoptimizationdesignschemeofimprovedCLORbladetiprotor.
Keywords：CLORbladetiprotor;aerodynamiccharacteristics;improvement;numericalanalysis;experimentalresearch
一、引言
随着航空业和航天业的快速发展，旋翼飞行器的应用越来越广泛。桨叶旋转的速度和角度是旋翼飞行器飞行性能的关键因素之一。CLOR桨尖旋翼作为按照Clifford的思想设计的旋翼，具有很好的垂直起降性能和机动性能，但在高速旋转状态下，存在气动特性问题，需进行优化改进。本文针对这一问题进行了试验研究和数值模拟分析，希望能够对旋翼飞行器的发展和应用做出贡献。
二、实验设计
本文利用双缝线风洞进行试验研究。风洞内的模型是改进型CLOR桨尖旋翼，选取了不同的旋转速度和角度进行试验。利用数据采集仪器记录模型在风洞内的运动状态和气动特性参数，并进行数据处理和分析。试验结果表明，改进型CLOR桨尖旋翼在高速旋转状态下升力系数和风阻系数的提升效果较为明显。
三、数值模拟
采用CFD软件建立改进型CLOR桨尖旋翼的数值模型，进行数值模拟分析。采用k-ε湍流模型对气动特性进行数值计算，并与试验结果进行对比分析。数值分析结果表明，改进型CLOR桨尖旋翼在高速旋转状态下，升力系数和风阻系数均得到了提升。数值分析与试验结果基本一致，验证了改进型CLOR桨尖旋翼的气动优化设计方案的合理性。
四、结论
本文通过试验研究和数值模拟分析，对改进型CLOR桨尖旋翼的气动特性进行了研究。试验结果表明，在高速旋转状态下，改进型CLOR桨尖旋翼的升力系数和风阻系数均得到提升，数值分析结果与试验结果基本一致，二者验证了该气动优化设计方案的合理性。本研究成果对旋翼飞行器的性能提升和应用开发具有参考价值。