单旋翼植保无人机翼尖涡流对雾滴飘移的影响

摘要：

为研究单旋翼植保无人机翼尖涡流对雾滴飘移的影响特性,基于格子玻尔兹曼(Lattice-Boltzman,LBM)方法的自适应细化物理模型,对单旋翼无人机的旋翼流场进行了数值模拟.通过改变无人机喷杆的垂直距离和喷头在旋翼下方的位置,研究了不同飞行速度下,无人机翼尖涡流对雾滴飘移的影响规律.为捕获到不同粒径的雾滴在无人机下洗流场中的运动轨迹,采用基于拉格朗日离散相粒子跟踪法模拟了雾滴的运动轨迹.为验证数值模拟的准确性,进行了试验验证,研究结果表明:当无人机飞行速度大于3 m/s时,机身后方开始出现螺旋型尾涡,且飞行速度越大、飞行高度越高,尾涡向机身后方的扩散距离越远;当飞行速度为5 m/s、飞行高度为3m时,38％的雾滴因螺旋尾涡而造成空中飘移,其中粒径小于100 μm的雾滴约占总飘移雾滴数的80％;喷杆距离主旋翼的高度对雾滴因翼尖涡流造成的飘移影响不明显,但喷头的位置越靠近主旋翼的边缘,雾滴越容易被翼尖涡流卷吸.

关键词：单旋翼植保无人机、翼尖涡流、雾滴飘移、数值模拟

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分类号：S252(农业航空)

资助基金：国家重点研发计划项目2016YFD0200700;广东省自然科学基金项目2017A030310383;广东省科技计划项目2016A020210100、2017B010117010;广东省教育厅重点平台及科研项目2015KGJHZ007;广州市科技计划项目201707010047

在线出版日期：2018-09-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：127-137,160