Fluent翼型分析
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-04-12
Fluent翼型分析的視頻教程
Isight集成Matlab+ICEM+FLUENT翼型優(yōu)化分析
本視頻詳細(xì)介紹Isight集成Matlab、ICEM、FLUENT這三個軟件進(jìn)行飛機(jī)/扇葉/螺旋槳/旋翼等的翼型氣動優(yōu)化的每一步操作流程；通過此案例可以高效提升指定翼型的性能！ 包含Matlab編程與調(diào)用，ICEM的rpl文件編寫，Fluent的jou文件編寫，bat文件編寫等優(yōu)化所需的每個文件的生成；本次操作沒有過度關(guān)注每一部分設(shè)置的細(xì)節(jié)，主要是為了大家熟悉操作，搭建整個優(yōu)化集成模型！
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基于icem+fluent翼型氣動仿真
本課程從翼型數(shù)據(jù)處理，到ICEM劃分網(wǎng)格，再到Fluent設(shè)置，詳細(xì)介紹飛機(jī)翼型的氣動仿真過程，并包括云圖，壓力系數(shù)，氣動力系數(shù)的后處理以及和風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對比，邊界層的處理等，可以得到指定來流速度，攻角，雷諾數(shù)的情況下，翼型的升力、阻力、力矩系數(shù)，翼型上下表面壓力系數(shù)等流場情況！
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翼型俯仰運(yùn)動仿真視頻WORKBENCH2020R1 ICEM FLUENT（提供源文件#354）
本課程包括翼型數(shù)據(jù)（生成過程簡單，可指導(dǎo)）導(dǎo)入處理流場域、ICEM劃分網(wǎng)格、Fluent設(shè)置。制作過程中介紹了基本云圖的生成，升力、阻力的監(jiān)測。 網(wǎng)格使用結(jié)構(gòu)網(wǎng)格方式，NACA0012翼型本身較簡單，使用結(jié)構(gòu)網(wǎng)格制作生成的網(wǎng)格質(zhì)量好，且時間成本也很低（相對非結(jié)構(gòu)來說時間長一點(diǎn)點(diǎn)）。 使用軟件為ANSYS2020R1 WORKBENCH：網(wǎng)格為ICEM；仿真為FLUENT。
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Fluent翼型分析的實(shí)例教程
不同攻角下的翼型流場仿真分析，含所有ICEM文件及fluent文件，fluent設(shè)置包含在case中
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FLUENT精典案例#350-WORKBENCH二維翼型RAE2822仿真
01
案例介紹
翼型型號RAE2822，馬赫數(shù)0.75，SST k-w湍流模型。壓力遠(yuǎn)場條件，遠(yuǎn)場距離物面約15倍弦長。需要獲取壓力云圖、表面壓力分布曲線和流線圖。
02
網(wǎng)格情況
03
主要仿真設(shè)置
1、穩(wěn)態(tài)計(jì)算
2、SST k-w湍流模型
3、壓力遠(yuǎn)場
4、初始化計(jì)算
殘差曲線（收斂）
04
基本結(jié)果
速度云圖疊加流線圖
壓力云圖
表面壓力分布曲線
使用ANSYS WORKBENCH19.2中的ICEM 和FLUENT分別作網(wǎng)格劃分和流場仿真，網(wǎng)格使用結(jié)構(gòu)網(wǎng)格。
展開 1.1 問題描述
翼型升阻力計(jì)算是CFD最常規(guī)的應(yīng)用之一。本例計(jì)算的翼型為RAE2822，其幾何參數(shù)可以查看翼型數(shù)據(jù)庫。本例計(jì)算在來流速度0.75馬赫，攻角3.19°情況下，翼型的升阻系數(shù)及流場分布，并將計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比。模型示意圖如圖1所示。
圖1計(jì)算模型示意圖
1.2 FLUENT前處理設(shè)置
Step 1：導(dǎo)入計(jì)算模型
以3D，雙精度方式啟動FLUENT14.5。
利用菜單【File】>【Read】>【Mesh…】，在彈出的文件選擇對話框中選擇網(wǎng)格文件rae2822_coarse.msh，點(diǎn)擊OK按鈕選擇文件。如圖2所示。
點(diǎn)擊FLUENT模型樹按鈕General，在右側(cè)設(shè)置面板中點(diǎn)擊按鈕Display…，在彈出的設(shè)置對話框中保持默認(rèn)設(shè)置，點(diǎn)擊Display按鈕，顯示網(wǎng)格。如圖3所示。
圖2顯示網(wǎng)格
圖3整體網(wǎng)格與局部網(wǎng)格
Step 2：檢查網(wǎng)格
采用如圖4所示步驟進(jìn)行網(wǎng)格的檢查與顯示。點(diǎn)擊FLUENT模型樹節(jié)點(diǎn)General節(jié)點(diǎn)，在右側(cè)面板中通過按鈕Scale…、Check及Report Quality實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格檢查。
圖4網(wǎng)格檢查
點(diǎn)擊按鈕Check，在命令輸出按鈕出現(xiàn)如圖5所示網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)信息。從圖中可以看出，網(wǎng)格尺寸分布：
x軸：-48.97~50m
y軸：0~0.01m
z軸：-50~50m
符合尺寸要求，無需進(jìn)行尺寸縮放。
最小網(wǎng)格體積參數(shù)minimum volume為1.690412e-9，為大于0的值，符合計(jì)算要求。
圖5網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)信息
Step 3：General設(shè)置
點(diǎn)擊模型樹節(jié)點(diǎn)General，在右側(cè)設(shè)置面板中Solver下設(shè)置求解器為Density-Based，如圖6所示。
展開 本案例利用Fluent重疊網(wǎng)格與UDF,對NACA0012翼型擺動的氣動特性展開仿真。該案例所用模型為假設(shè)模型，僅作計(jì)算設(shè)置參考。通過此案例后續(xù)可以對不同初始迎風(fēng)角度、不同模型、不同速度等工況展開類似仿真計(jì)算。
1 UDF說明
在本研究中采用重疊網(wǎng)格模型對NACA0012翼型俯仰運(yùn)動進(jìn)行模擬。本案例選擇DEFINE_CG_MOTION進(jìn)行定義，vel[1]代表y軸方向，omega[2]代表z軸旋轉(zhuǎn)方向，本案例設(shè)計(jì)naca0012翼型上下擺動72°，上下移動0.2m，相關(guān)的UDF代碼如下：
#include "udf.h"#include "mem.h"#include "dynamesh_tools.h"DEFINE_CG_MOTION(naca, dt, vel, omega, time, dtime){ NV_S(vel, =, 0.0); NV_S(omega, =, 0.0); vel[1] = 0.2*cos(2*3.14*time); omega[2]=1.256*cos(2*3.14*time); }
2 workbench 設(shè)置
本案例需要設(shè)置如下三個模塊的計(jì)算，其中包括背景網(wǎng)格區(qū)域、前景網(wǎng)格區(qū)域與fluent計(jì)算三個部分，具體設(shè)置如下圖：
3 SCDM 設(shè)置
3.1 導(dǎo)入幾何
整體幾何結(jié)構(gòu)如下圖:此邊界參考相關(guān)文獻(xiàn)，來流入口與上下邊界距離翼型10C,出口邊界距離翼型20C。
3.2 網(wǎng)格設(shè)置
采用SCDM進(jìn)行網(wǎng)格劃分，背景區(qū)域劃分為四邊形網(wǎng)格導(dǎo)出。前景網(wǎng)格劃分為三角形網(wǎng)格導(dǎo)出，并劃分相對應(yīng)的邊界層網(wǎng)格。
展開 13、瞬態(tài)基本情況
（1）5s時壓力云圖
（2）5s時翼型表面壓力系數(shù)分布
（3）翼型俯仰運(yùn)動過程中升力變化
說明：將瞬態(tài)計(jì)算時間步長改小（譬如改為0.001s），則能夠得到很光滑的曲線。
（4）翼型俯仰運(yùn)動過程中阻力變化
05
使用軟件及視頻情況
1、使用ANSYS2020R1 WORKBENCH制作：前處理使用ICEM；仿真使用FLUENT（其中瞬態(tài)仿真是將設(shè)置文件導(dǎo)出后，單獨(dú)使用FLUENT計(jì)算）。
2、仿真設(shè)置與上述推送內(nèi)容的描述相同，且文中基本包含了仿真設(shè)置的過程。
3、本例有高清有聲視頻教程。
Fluent翼型分析的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
Fluent翼型分析的最新內(nèi)容
本案例利用Fluent重疊網(wǎng)格與UDF,對NACA0012翼型擺動的氣動特性展開仿真。該案例所用模型為假設(shè)模型，僅作計(jì)算設(shè)置參考。通過此案例后續(xù)可以對不同初始迎風(fēng)角度、不同模型、不同速度等工況展開類似仿真計(jì)算。
1 UDF說明
在本研究中采用重疊網(wǎng)格模型對NACA0012翼型俯仰運(yùn)動進(jìn)行模擬。本案例選擇DEFINE_CG_MOTION進(jìn)行定義，vel[1]代表y軸方向，
作者Cadence CFD 解決方案
要點(diǎn)
分析機(jī)翼上不可壓縮流動的重要性。
翼型流體流動分析方法。
用于不可壓縮流動分析的最佳 CFD 工具。
不可壓縮流與可壓縮流
在物理學(xué)中，有一個大多數(shù)人都會同意的力悖論：當(dāng)不可阻擋的力遇到不可移動的物體時會發(fā)生什么？對于外行來說，任何尋求解決此問題的努力似乎都是浪費(fèi)時間
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FLUENT精典案例#350-WORKBENCH二維翼型RAE2822仿真
01
案例介紹
翼型型號RAE2822，馬赫數(shù)0.75，SST k-w湍流模型。壓力遠(yuǎn)場條件，遠(yuǎn)場距離物面約15倍弦長。需要獲取壓力云圖、表面壓力分布曲線和流線圖
FLUENT精典案例-翼型俯仰運(yùn)動仿真（NACA0012，壓力遠(yuǎn)場邊界）-#354
01
案例介紹
NACA0012翼型作俯仰運(yùn)動過程的仿真，監(jiān)測量升力、阻力的變化（其它結(jié)果可自動保存時間節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)出圖），翼型俯仰運(yùn)動規(guī)律為：α=0.016°+2.51°sin（5t），馬赫數(shù)Ma=0.755，雷諾數(shù)5.5×10e5。本例先作穩(wěn)態(tài)計(jì)算（穩(wěn)態(tài)計(jì)算時攻角為5°，且不考慮俯仰運(yùn)動
翼型優(yōu)化分析
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三維翼型模型+ICEM結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分+fluent計(jì)算全部文件
翼型旋轉(zhuǎn)+角度突變重疊網(wǎng)格+動網(wǎng)格，全程建模+ICEM+fluent操作視頻和全部文件
結(jié)冰翼型（白色部分為冰形）
結(jié)冰前后網(wǎng)格變化對比
升阻力曲線
全流程視頻教程
