飛行器機翼仿真計算方法

作者 | CFD基礎及應用 仿真秀專欄作者

首發(fā) | 仿真秀App

導讀：面對復雜外形的氣動評估工作，非結構網格帶來了很多便利，但涉及部件運動給計算帶來很多挑戰(zhàn)。結構網格計算穩(wěn)定性好，但在復雜模型拓撲復雜以及網格量大;拼接(interface)網格、重疊網格(overset)技術的發(fā)展，給結構網格制作降低了難度。本文采用重疊網格技術來實現襟翼偏轉、襟翼射流、螺旋槳旋轉從網格制作、求解器設置、后處理進行全過程展示。

一、機翼仿真計算

1、計算網格

結構網格

2、計算設置

求解設置

3、計算結果

二、偏襟翼仿真計算

1、計算網格

2、計算設置

3、計算結果

三、偏襟翼+射流仿真

1、計算網格

結構網格，網格量約120W，射流縫逢高1mm，布置了13個網格點。包含機翼和射流襟翼兩套網格。

2、計算設置

機翼和襟翼射流網格設置插值關系，射流縫入口設置壓比。

3、計算結果

合理布置襟翼前緣射流縫的位置、高度、機翼與襟翼的合理搭配，可以很好的控制襟翼表面的流動反向，射流引射作用加強機翼表面流動，增加機翼環(huán)量進而增加升力系數。射流可以大幅提高升力系數，消除流動分離。

不同壓比射流計算結果對比

四、偏襟翼+射流+螺旋槳旋轉仿真

1、計算網格

結構網格總量200W左右，包含機翼、襟翼、螺旋槳三個計算區(qū)域;螺旋槳和襟翼均與機翼插值。

2、計算設置

襟翼和機翼、螺旋槳和機翼插值設置;射流壓比設置;螺旋槳旋轉設置;非定常計算設置、子迭代步時長設置等

3、計算結果

非定常計算對計算資源要求非常高，非定常計算一個狀態(tài)需要一個小時左右，非定常計算一圈迭代50步，轉三圈需要三天多時間，因此沒有像定場一樣計算出一條直線，僅展示一個狀態(tài)點的結果。收斂殘差曲線、升力系數、阻力系數周期性波動(震蕩);空間流線隨槳葉的轉動發(fā)生變化。

殘差曲線

干貨很多，無法一一展示，有興趣的歡迎加入到課程中來學習。

五、飛行器網格制作與氣動外形設計

為了幫助大家更好理解和掌握建模、網格制作、CFD求解、后處理全過程，輕松駕馭各種外形飛行器的挑戰(zhàn)，筆者近日在仿真秀首發(fā)了幾個視頻課程，希望幫助工程師和理工科學子更好的理解。

審核編輯：湯梓紅