中文摘要：

微型旋翼飞行器在军事和民用上都具有广泛的应用前景。但由于尺寸小、质量轻、飞行速度低等特点，微型旋翼飞行器在飞行中极易受到各种环境风的影响。在环境风作用下，微型旋翼飞行器的巡航雷诺数在不断变化，这必将导致在流场中占主导地位的粘流和涡流的结构和运动机制发生显著变化，从而也必将导致微型旋翼飞行器的气动性能发生相应改变。本项目采用数值模拟方法研究微型旋翼飞行器在脉动大气作用下的流场结构和空气动力学机理。为了提高涡分辨能力和计算效率，研究和发展了模板化VOF方法和RPM方法。通过数值研究表明，在悬停状态下，（1）在脉动大气作用初期，旋翼上的拉力存在滞后现象，在不同脉动幅度和周期下，这种滞后现象大致相同；（2）经过一段时间以后，拉力的变化呈现周期规律，其周期和幅度与大气的脉动周期和幅度相关，它们之间存在一定的相位差；（3）尾涡的运行机制亦被脉动大气打乱。由于诱导速度的变化，整体涡柱也会呈现一张一缩的周期性变化状态，其周期同于大气的脉动周期，同样存在 一定的相位差。