多旋翼eVTOL引发的喷射式出流数值研究及出流抑制工程方法
本研究对由电动垂直起降（eVTOL）飞行器产生的出流现象进行了全面的计算研究，特别强调旋翼几何形状和对齐方式如何塑造垂直港的危险气流模式。使用非量纲雷诺平均纳维-斯托克斯（RANS）模拟，结合OpenFOAM中实现的k-omega SST湍流模型，研究系统地描述了多种多旋翼配置下的类似喷射出流现象。结果表明，螺旋桨数量和螺旋桨间距是出流强度、方向、传播范围和边界层结构的主要决定因素。对于电力升力eVTOL，低螺旋桨数量结合狭窄间距会产生高度方向性、增强的类似喷射出流，其传播范围远超当前FAA EB105a安全标准。相反，较高的螺旋桨数量和较大的间距会降低峰值速度和传播距离，从而实现更安全、更紧凑的垂直港布局。高螺旋桨数量的设计进一步表现出垂直分层和增厚的出流边界层，需要定制的缓解策略。有针对性的工程解决方案——如与预测出流方向对齐的模块化喷射挡板——被证明可以将所需的垂直港安全区域减少高达82%，而不会影响操作安全。这些发现建立了飞机设计、法规合规性和基础设施优化之间的直接联系，为安全和可扩展的城市空中交通提供了实际路径。（预印本；同行评审状态请核对原文。）