涵道风扇无人机可垂直起降,机动性强,能够空中悬停,利于军事侦察,应用前景非常广阔。涵道风扇无人机系统以较小的前倾角前飞时,?它处于前方来流和螺旋桨吸流的复合流场当中,流态较为复杂,关于其空气动力学特性的分析方法目前还没有成熟的理论分析方法。本文利用CFD方法对涵道风扇无人机的气动特性进行了比较系统的研究。首先介绍了本文所采用的数学物理模型,包括流动的基本控制方程、SIMPLE算法和湍流模型;其次,选择翼型进行了气动特性的数值模拟,给出了计算结果与已有实验数据的对比情况,验证了所用计算模型的正确性;第三,研究了气体流经涵道的流场结构,分析了来流攻角的变化对涵道气动力的影响,然后分别对孤立螺旋桨和涵道螺旋桨的气动性能和流场结构进行数值计算与分析;最后,建立了涵道风扇无人机整机的气动性能模拟方法,并对比研究了两种不同布局方式下涵道风扇无人机的气动性能,通过对各种飞行状态的模拟得到了涵道风扇无人机内部流场的详细结构和气动力数据。通过本文的研究可以得到如下重要结论:设计合理的涵道可以抑制桨尖涡流的产生,此时应将螺旋桨置于涵道内壁面凸起的顶端,桨尖尽可能的靠近涵道内壁面,将螺旋桨上方的涵道内壁面形状设计为流线型,同时尽量开阔;螺旋桨的抽吸作用使得来流弯转进入涵道,在唇口处绕流形成低压区而产生涵道升力,同时来流水平分量的叠加作用使得涵道前半部分唇口绕流强于后半部分,形成涵道俯仰力矩;将控制舵面安装于导流叶片的下方可以充分利用经导流叶片整流后相对均匀的气流,增强涵道风扇无人机的控制性能。本文的研究结果可为涵道风扇无人机的设计与研制提供支持。