A Parametric Study on Parallel Blade-Vortex Interaction for Helicopter Rotor

概要

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並行ブレード/渦干渉(BVI: Blade-Vortex Interaction)についてパラメトリック研究を行った。渦を捕捉するために、高い精度のCFD(Computational Fluid Dynamics)スキームと細かい格子系を使用した。翼型の位置からかなり上流に初期渦を置き、下流に向けて一様流によって伝搬させることにより、渦糸が並行にブレードと干渉する流れ場をシミュレートした。迎え角がゼロの場合の結果については、既存の実験結果とも比較し、良い一致が見られた。初期ミス・ディスタンス、翼型の迎え角、渦の回転方向の3つがパラメータとして選ばれた。BVIの強さは初期ミス・ディスタンスによって大きく変化し、迎え角が変わると、その変化の特徴が違ってくる。翼型が迎え角をとると、BVIレベルの最大値は翼型の前縁の垂直位置よりも低い初期ミス・ディスタンスのところで発生することが分かった。その原因としては、迎え角がある場合は、翼の前方に上向きの速度(アップワッシュ)が存在するため、渦が下流へ運ばれるときに上方向にも移動していることが観測された。実際のBVIの最大値は最終的には渦が直接翼とぶつかる、いわれるヘッドオン状態で発生しているが確認された。
宇宙航空研究開発機構の論文