【摘 要】
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国外针对直升机以火攻火的灭火方式研制生产了一款引燃物,与传统直升机以火攻火的灭火方式相比,国外生产的引燃物具有灭火效率高、提高消防人员自身安全等优势。但是由于直升机旋翼下洗流的气动干扰,会造成引燃物偏离预期抛放轨迹,导致抛放的引燃物存在与机身发生碰撞的危险以及引发更大火灾的风险。对此,本文采用CFD数值仿真计算的方法对直升机抛放引燃物模型分离过程进行研究。为了证明采用CFD数值仿真计算方法对其研究
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国外针对直升机以火攻火的灭火方式研制生产了一款引燃物,与传统直升机以火攻火的灭火方式相比,国外生产的引燃物具有灭火效率高、提高消防人员自身安全等优势。但是由于直升机旋翼下洗流的气动干扰,会造成引燃物偏离预期抛放轨迹,导致抛放的引燃物存在与机身发生碰撞的危险以及引发更大火灾的风险。对此,本文采用CFD数值仿真计算的方法对直升机抛放引燃物模型分离过程进行研究。为了证明采用CFD数值仿真计算方法对其研究的可行性,论文开展了全尺寸直升机悬停抛放引燃物模型真机试验,在得到不同悬停高度抛放引燃物模型以及抛放不同形状和不同尺寸引燃物模型的分离规律之后,结合全尺寸真机试验工况,采用有试验数据对比的旋翼进行了直升机悬停抛放引燃物模型数值仿真计算,将数值仿真计算得到的结论与试验得到的结论进行对比验证,最后在此基础上展开了直升机前飞抛放引燃物模型的数值仿真计算。论文主要研究内容如下:首先基于激光定位法以及涂料定位法进行了全尺寸直升机悬停抛放引燃物模型真机试验,采集试验数据,以引燃物模型第一落地点与初始抛放点的距离大小为判据,对不同工况下直升机悬停抛放引燃物模型精准性进行分析。其次,使用Star ccm+商用数值仿真计算软件对有试验数据验证的Caradonna-Tung旋翼建立了直升机悬停抛放引燃物模型数值仿真计算模型,并参照试验的工况进行了数值仿真计算,将得到的数值仿真计算结果与试验结果进行对比,以此证明采用CFD数值仿真计算方法开展直升机抛放引燃物模型分离过程研究是可行的。然后,采用有试验数据对比的AH-1G旋翼模型建立了直升机前飞抛放引燃物模型数值仿真计算模型,以引燃物模型第一落地点与初始抛放点的侧向距离(x轴方向)作为引燃物模型抛放精准性的判据,针对不同来流速度、不同形状以及不同尺寸引燃物模型进行数值仿真计算,得到引燃物模型在不同工况下偏离初始抛放点的侧向距离,据此分析引燃物模型抛放精准性,从而为直升机采用引燃物灭火提供相应的指导和参考。最后,对全文的工作内容进行了归纳总结,并对下一步的研究工作进行了展望。
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