Fluent 卷弧翼彈箭靜態(tài)氣動(dòng)仿真(一)

本案例利用Fluent,對(duì)TTCP鏡像對(duì)稱模型(考慮無旋運(yùn)動(dòng)時(shí),和標(biāo)準(zhǔn)模型的氣動(dòng)特性一致)氣動(dòng)性能問題進(jìn)行了仿真計(jì)算。該案例僅對(duì)TTCP模型的穩(wěn)態(tài)計(jì)算進(jìn)行了簡單演示,用于確定本案例網(wǎng)格劃分、幾何建立的準(zhǔn)確性。

本案例來源由相關(guān)讀者提供。

本文僅計(jì)算了馬赫數(shù)為2.0的工況,計(jì)算結(jié)果與相關(guān)文獻(xiàn)結(jié)果較為接近。

1 workbench 設(shè)置

1.1 選擇流體流動(dòng)(帶有Fluent 網(wǎng)格劃分功能的Fluent)

下圖為本案例的workbench界面,實(shí)際可以直接采用帶有Fluent 網(wǎng)格劃分功能的Fluent。

Fluent 卷弧翼彈箭靜態(tài)氣動(dòng)仿真(一)的圖1

2 SCDM 設(shè)置

2.1 導(dǎo)入幾何

為了便于后續(xù)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),此處選擇將流體域分為內(nèi)外兩個(gè)部分。

Fluent 卷弧翼彈箭靜態(tài)氣動(dòng)仿真(一)的圖2

Fluent 卷弧翼彈箭靜態(tài)氣動(dòng)仿真(一)的圖3

3 FLUENT MESHING設(shè)置

采用了Fluent meshing進(jìn)行前處理,采用多面體的方法對(duì)體網(wǎng)格進(jìn)行劃分。

Fluent 卷弧翼彈箭靜態(tài)氣動(dòng)仿真(一)的圖4

Fluent 卷弧翼彈箭靜態(tài)氣動(dòng)仿真(一)的圖5

4 FLUENT 設(shè)置

4.1 General設(shè)置

由于是靜態(tài)求解問題,此處設(shè)置為穩(wěn)態(tài)計(jì)算模式。


4.2 材料定義

本案例中會(huì)使用壓力遠(yuǎn)場邊界,因此需要重新設(shè)置空氣材料,設(shè)置為理想氣體。

Fluent 卷弧翼彈箭靜態(tài)氣動(dòng)仿真(一)的圖6

4.3 模型設(shè)置

采用k-w SST 湍流模型。

4.4 邊界條件設(shè)置

將火箭炮設(shè)置為壁面。

將其他壁面設(shè)置為壓力遠(yuǎn)場邊界。

Fluent 卷弧翼彈箭靜態(tài)氣動(dòng)仿真(一)的圖7Fluent 卷弧翼彈箭靜態(tài)氣動(dòng)仿真(一)的圖8


4.5 計(jì)算設(shè)置

進(jìn)行初始化,初步計(jì)算100步。

Fluent 卷弧翼彈箭靜態(tài)氣動(dòng)仿真(一)的圖9

開啟阻力監(jiān)測(cè),對(duì)火箭炮的氣動(dòng)性能展開監(jiān)測(cè)。

Fluent 卷弧翼彈箭靜態(tài)氣動(dòng)仿真(一)的圖10

為了準(zhǔn)確檢測(cè)阻力系數(shù),需要修改相關(guān)的計(jì)算參考值,具體數(shù)值如下。

Fluent 卷弧翼彈箭靜態(tài)氣動(dòng)仿真(一)的圖11

進(jìn)一步進(jìn)行流場計(jì)算,直到阻力值趨于穩(wěn)定。由下圖可知,本案例的阻力系數(shù)為0.76。相關(guān)文獻(xiàn)的計(jì)算結(jié)果為0.75,計(jì)算結(jié)果基本一致,可以用于后續(xù)的進(jìn)一步計(jì)算。

Fluent 卷弧翼彈箭靜態(tài)氣動(dòng)仿真(一)的圖12

4.6 后處理設(shè)置

對(duì)計(jì)算完成后的流線圖進(jìn)行繪制。


Fluent 卷弧翼彈箭靜態(tài)氣動(dòng)仿真(一)的圖13


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