文章目录

0 引言

1 物理模型

2 数值模拟理论与方法

2.1 格子Boltzmann方法

2.2 湍流模型

2.3 速度矢量合成理论

2.4 边界条件

3 结果与分析

3.1 数值模拟可行性分析

3.2 无侧风前飞下洗流场分析

    3.2.1 无侧风前飞下洗流场整体分析

    3.2.2 无侧风时不同前飞速度对下洗流场形态影响

    3.2.3 无侧风时不同前飞速度对下洗流场流速影响

3.3 受侧风影响的前飞下洗流场分析

    3.3.1 受侧风影响的前飞下洗流场整体分析

    3.3.2 有无侧风影响的前飞下洗流场对比分析

    3.3.3 侧风速度与下洗流场偏移量间关系

4 结论

文章摘要:研究前飞来流和侧风对单旋翼植保无人机下洗流场的影响。利用格子Boltzmann方法的自适应壁面局部涡（WALE）黏度模型数值模拟CopterWorks AF25B型单旋翼油动力植保无人直升机下洗流场。通过数值模拟不同前飞和侧风速度，研究在不同前飞来流和侧风速度对单旋翼植保无人机下洗流场的影响。结果分析表明：前飞来流方向与形成的前侧涡尾迹旋向相反进而两者流速抵消是下洗流场具有抗风性的重要原因之一。在单旋翼植保无人机前飞高度一定时，前飞速度从3 m/s增大到7 m/s,下洗流场倾斜角度增大116.67%,倾斜角度达到71°,且还会发生二次偏移。下洗流场流速呈“M”形，前飞高度一定时，随着前飞速度的增加，下洗流场的两侧峰值流速间距将缩小，峰值速度出现位置与旋翼轴心距离将增大。在侧风影响的相同前飞高度和前飞速度情况下，单旋翼植保无人机下洗流场随着侧风的增大出现不同角度的偏转，且角度与侧风速度成正比。下洗流场流动结构与无侧风时相同，都呈“U”形结构；在前飞高度和速度不变情况下，不同侧风速度时下洗流场x轴偏移量服从二阶规律。为进一步研究受下洗流场影响的雾滴基本特性奠定基础和指导喷洒作业路径规划。

文章关键词:

论文DOI:10.13733/j.jcam.issn.2095-5553.2022.05.010

论文分类号:S251