典型的直升機旋翼流場具有兩個顯著的特點：一是槳葉近體區域在某些飛行狀態下存在著分離流、激波等高度非線性的流動現象；二是流場中存在著強烈的旋翼槳尖渦，由于旋翼槳尖渦具有緊湊的結構特征，且在運動過程中伴隨著粘性擴散、槳渦干擾 、尾跡-機體干擾等現象，因而很難對其進行準確的數值模擬。傳統的基于連續介質假設，采用網格離散的CFD方法對旋翼流場進行模擬，能夠充分地捕捉物面附近流場細節特征，包括物面粘性邊界層、流動分離等流動非線性特征，但是CFD方法離散格式中固有的數值耗散和擴散會使得空間流場的尾跡出現非物理衰減，從而導致計算得到的流場不準確。黏性渦粒子法求解基于拉格朗日描述體系下的渦量動力學方程，將尾跡渦量場離散成一系列的渦粒子，可以很好地保持集中渦渦量守恒，精確、高效地預測旋翼尾跡渦的空間位置及渦畸變，較好地避免了數值耗散和擴散問題，參數依賴性小、通用性強。
圖1 分別采用VPM和CFD方法計算的旋翼尾跡渦量圖對比
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