氣動特性數值模擬的案例
基于CFD理論的戰略大飛機的氣動特性數值模擬
文獻[1]和文獻[2]基于伴隨算子，研究大飛機在全機狀態下的機翼多參數、高精度優化設計，并考慮短艙和機身對機翼氣動特性的影響；文獻[3]采用非結構混合網格方法數值求解N-S方程，分析了進排氣效應對機翼氣動載荷的影響；文獻[4]對大飛機布局風洞實驗尾支撐干擾開展了數值模擬和實驗研究，數值方
法計算結果與風洞實驗結果有很好的一致性；文獻[5]基于3D數字樣機和高精度數值模擬方法，設計自動駕駛儀閉環仿真系統；文獻[6]研究非平面機翼的氣動性能；文獻[7]研究寬體飛機客艙環境控制系統的通風情況；文獻[8]研究飛機在大迎角條件下的氣動特性；文獻[9]研究飛機機翼的結構和氣動耦合技術；文獻[10]研究飛機空氣動力和穩定特性；文獻[11]研究運輸機尾部降阻增升方案的設計，并進行風洞試驗；文獻[12]考慮進氣道幾何特征，研究高速飛機的進氣道特性；文獻[13]使用降階模型，數值模擬飛機的結冰特性；文獻[14]研究大飛機縫翼滑軌對飛機氣動性能的影響；文獻[15]數值模擬大飛機靜壓孔周圍的壓力系數，仿真得出壓力系數與實際側滑角的關系；文獻[16]基于分布式推進系統與翼身融合體耦合的飛機氣動布局設計方案，研究設計參數對飛機氣動特性的影響；文獻[17]計算評估大量外形方案性能，完成民用飛機與發動機集成構型下機翼多目標優化設計；文獻[18]估算機翼下掛載吊艙對試驗飛機飛行品質的影響；文獻[19]提出智能自適應控制策略，并對波音747進行仿真，效果顯示能夠實現強風干擾影響下的大飛機姿態快速穩定與快速機動。
雖然對大飛機的氣動特性研究較多，但是關于概念設計戰略大飛機，且加裝預警雷達天線后的氣動特性對比方面的研究，尚未搜到相關文獻；因此，筆者采用CFD技術，研究戰略大飛機的概念設計，并進行戰略運輸機和戰略預警機的氣動特性研究。
展開 極大規模整車氣動數值模擬——構筑數字風洞基礎框架
摘要
本應用基于神威·太湖之光超級計算機與自研自適應加密網格框架（SAMR[1]）完成了某真實汽車模型的氣動仿真數值模擬。為提高計算精度與效率，采用了8層網格加密，網格規模約10億量級、并行規模在50萬核并行規模。流場數值求解器則是采用了自主研發的非定常格子玻爾茲曼流場求解器（LBM[2]，Lattice Boltzmann Method）與采用簡單的Smagorinsky湍流模型。所計算的Ahmed標準車模阻力系數與實驗高度吻合，具備了工程應用能力。
一、背景
在汽車設計和改型中，數值計算和風洞試驗是評估氣動性能的兩大手段。風洞試驗模型制作和試驗實施的周期長，成本高，因此如何減少風洞實驗次數，提高汽車設計效率，一直是汽車設計及空氣動力學領域研究的重點。
數字風洞即風洞的數字化，是遵循數字孿生理念，通過高保真數值計算、機器學習等技術手段，將物理風洞試驗設施和試驗過程1:1還原到數字世界，從而具備實施高置信數字風洞試驗的能力。通過數字風洞試驗，可以取代部分早期風洞試驗車次和部分風洞試驗，從而緩解風洞試驗成本高、周期長與旺盛試驗需求之間的矛盾。
國家超級計算無錫中心神工坊團隊，依托我國最先進的國產自主超級計算機神威·太湖之光，自主研制了結構網格自適應框架（SAMR[1]）與格子玻爾茲曼流場求解器（LBM[2],Lattice Boltzmann Method)，形成了自主數值風洞軟硬件基礎框架，可以高效地為汽車氣動仿真賦能。
二、方法
下面對40m/s(或144km/h)速度下的Ahmed標準汽車模型（25°后背角）與某實車模型進行數值模擬。
（1）網格生成: 采用國家超級計算無錫中心自主開發的結構網格自適應加密框架，可對汽車中復雜幾何表面以及流場變化劇烈的地方進行自動加密。
展開 技術分享︱極大規模整車氣動數值模擬——構筑數字風洞基礎框架
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</figure><h2> 摘要</h2><p class="ql-align-justify"> 本應用基于神威·太湖之光超級計算機與自研自適應加密網格框架（SAMR[1]）完成了某真實汽車模型的氣動仿真數值模擬。為提高計算精度與效率，<strong>采用了8層網格加密</strong>，網格規模約<strong>10億量級</strong>、并行規模在<strong>50萬核并行規模</strong>。流場數值求解器則是采用了<strong>自主研發的非定常格子玻爾茲曼流場求解器</strong>（LBM[2]，Lattice Boltzmann Method）與采用簡單的<strong>Smagorinsky湍流模型</strong>。所計算的Ahmed標準車模阻力系數與實驗高度吻合，具備了工程應用能力。</p><h2 class="ql-align-justify"><strong> 一、背景</strong></h2><p class="ql-align-justify"> 在汽車設計和改型中，數值計算和風洞試驗是評估氣動性能的兩大手段。風洞試驗模型制作和試驗實施的周期長，成本高，因此如何減少風洞實驗次數，提高汽車設計效率，一直是汽車設計及空氣動力學領域研究的重點。
展開 改良楔形葉片旋轉空化器水動力學特性數值模擬分析
摘 要:［目的］旋轉空化器是通過高速旋轉的葉片在水中產生超空泡來滿足不同工程實際應用需求，有必要對葉片形狀進行改良設計以提高其工作性能，探究葉型改良對空化器水動力學特性的影響。［方法］首先，針對旋轉空化器楔形葉片的原始葉型進行改良設計，建立葉片改型前、后旋轉空化器的三維幾何模型；然后，基于 ANSYS Fluent 軟件對原始葉型和改良葉型空化器在不同轉速下的自然空化流場開展數值仿真計算；最后，根據計算結果對二者的水動力學特性進行對比分析。［結果］結果顯示，相比原始葉型，改良葉型產生的空泡除存在于葉片出口邊外，還可以存在于副進口邊，這兩部分的空泡會隨著轉速的升高而逐漸連接成一個整體，因而改良葉型空化器產生的空泡尺寸更大，產生的自然空化更強；改良葉型在葉根處產生的空化效應較強，而原始葉型在葉尖處產生的空化效應更強；當轉速較高時，改良葉型產生的空泡會與旋轉空化器裝置的四周壁面接觸，導致空泡尾部形態沿半徑呈直線型變化。［結論］所做研究可為旋轉空化器的設計和應用提供重要參考。
關鍵詞：旋轉空化器；水動力學特性；改良葉型；自然空化；數值模擬
0 引 言
空化現象最早發現于船舶螺旋槳上，由該現象所帶來的噪聲、振動和空蝕破壞等負面影響對船舶性能提出了巨大挑戰[1]，如何使空化現象穩定可控，已成為眾多學者關注的問題。根據伯努利方程，當物體在水下以足夠高的速度運動時，其周圍流體的局部壓力會下降，當降至飽和蒸汽壓以下后，流體會發生汽化從而產生空化。隨著物體速度的進一步增大，空化區域（空泡）將擴大從而形成包裹物體的超空泡[2]。
展開 
關于導彈的數值模擬
導彈的頭部形狀和馬赫數對導彈背部流場的影響甚大，至今所發表的有關導彈大攻角流動的文獻資料，幾乎都是錐形頭部的彈形，可見針對鈍頭導彈的試驗和數值研究還很缺乏。本文首先對一實際的鈍頭導彈的在進行亞、跨、超音速氣動特性進行數值模擬，將其升、阻力特性與試驗結果進行比較，以驗證數值計算精度；同時，還對其壓力、速度分布進行了分析。然后，為了研究戰術彈的大攻角特性，我們對該導彈外形做了適當簡化，在進行大攻角亞、超音速繞流計算后，本文分析了沿導彈軸線一系列截面上的壓力與速度分布、空間流線圖譜、導彈物面剪切層分離情況，以及空間渦系的結構形態、流型發展和演變。本文的研究能為戰術導彈的設計提供重要依據，有助于提高導彈的設計水平。
展開 有關于導彈的數值模擬
導彈的頭部形狀和馬赫數對導彈背部流場的影響甚大，至今所發表的有關導彈大攻角流動的文獻資料，幾乎都是錐形頭部的彈形，可見針對鈍頭導彈的試驗和數值研究還很缺乏。本文首先對一實際的鈍頭導彈的在進行亞、跨、超音速氣動特性進行數值模擬，將其升、阻力特性與試驗結果進行比較，以驗證數值計算精度；同時，還對其壓力、速度分布進行了分析。然后，為了研究戰術彈的大攻角特性，我們對該導彈外形做了適當簡化，在進行大攻角亞、超音速繞流計算后，本文分析了沿導彈軸線一系列截面上的壓力與速度分布、空間流線圖譜、導彈物面剪切層分離情況，以及空間渦系的結構形態、流型發展和演變。本文的研究能為戰術導彈的設計提供重要依據，有助于提高導彈的設計水平。
文章轉載自微信公眾號：FESIM有限元分析
展開 基于AMESim仿真分析軟件的氣動閥門運動特性研究 AMESim氣動附軟件下載
摘要：基于AMESim仿真分析軟件，對氣動閥門內部的運動規律、閥門內部零組件相互運動關系進行了研究，并采取了非接觸測量方法，測量了閥門內部閥桿運動速度，確定了仿真分析的正確性。結果表明：氣動閥門在打開瞬間，閥桿會有較大的運動速度，并可能發生頂桿與閥桿的反向碰撞問題，給頂桿或閥桿帶來損傷。
關鍵詞：氣動閥門；內部運動規律；運載火箭
引 言
氣動閥門廣泛應用于運載火箭的加注、泄出、排氣等系統，在飛型號的排氣閥、安溢閥，在研型號的加注閥、排氣閥等多采用氣動控制閥。隨著閥門的直徑、流量的 增大，閥門的結構尺寸和重量也越來越大。氣動閥門的控制氣一般為高壓氣（約5 MPa），在此氣體壓力下，強制作動器內的頂桿迅速運動，推動活閥打開。隨著閥門口徑的增大，頂桿、活閥的快速運動和撞擊，帶來了閥門的動強度問題。因此 對閥門內部閥芯、強制頂桿運動規律的研究越來越重要。
張永彬等基于Adams軟件對一種快速泄放閥的響應特性進行了仿真與分析，得出泄放閥閥芯運動規律和內部氣體壓力變化規律；吳建軍等通過Simulink軟件對抽油泵泵閥進行仿真，得到泵筒內的液體壓力變化規律曲線、泵閥打開高度曲線及泵閥運動速度曲線；余鋒等采用ABAQUS軟件分析了保險閥導向桿斷裂故障，得到導向桿設計動強度不足的故障原因；
孫海亮等研究了充氣開關閥桿斷裂問題，得到閥桿斷裂失效機理；潘英朋等提出了一種低溫氣動閥門方案，并對波紋管等關鍵零件進行了計算和分析；王春民等研究了自鎖閥在振動和沖擊環境下性能變化情況。
本文以某火箭用加注閥為例，對氣動閥門內部運動規律進行了研究，采用AMESim軟件對閥門運動特性進行了分析，確定了閥門內部頂桿和閥桿間的運動關系，并采用非接觸測量手段得到閥門在打開時的活閥運動速度，以驗證仿真分析的正確性。
展開 鐵型覆砂鑄造球墨鑄鐵件縮松縮特性探索，數值模擬技術、實例講解6類補縮方法
2 數值模擬技術的應用
鑄造CAE技術是采用計算機及相關軟件對鑄件的充型和凝固過程進行數值模擬，并對得到的數據進行處理分析，以預測缺陷，優化工藝。
充型模擬是模擬金屬液在鑄型中的流動過程對鑄件成形的影響，金屬液平穩的流動和合理的充型順序是保證鑄件質量的重要條件，也是合理的凝固順序的前提條件。通過充型模擬可以分析金屬液在澆冒口系統中的流動狀態，優化澆冒口系統，避免金屬液的流股分離，降低金屬液對模型的沖洗侵蝕。凝固過程是金屬液充滿型腔后，由液態向固態轉變的過程。通過凝固模擬可以分析金屬液在鑄型中的凝固順序，并可對凝固過程中出現的缺陷進行預測。
目前，數值模擬技術已經廣泛的應用于鑄造工藝設計。鐵型覆砂鑄造工藝相比一般砂型鑄造工藝其傳熱過程相對復雜，包括“鑄件-覆砂層-鐵型-大氣”之間的傳熱，在通過試驗及生產實踐驗證后，該工藝的模擬分析也相對成熟、可靠。
3 球鐵件的補縮方法
鐵型覆砂鑄造工藝的兩大特點是：①鑄型剛性好；②調節鑄型內各個部位的覆砂層厚度，可以在一定程度上改善各部位的冷卻速度。所以，在工藝設計時要充分利用其優勢。對于球鐵件來說，鑄型剛性好，能夠更加有效地發揮其石墨化膨脹的自補縮特性。一般認為，在不發生石墨漂浮、沒有初生石墨析出的前提下，w（C）和w（Si）量越高，孕育作用越強，越有利于石墨化，而且石墨化膨脹量越大，自補縮作用就越好。
但是，正如前面所述，不管鑄型剛性有多好，球鐵件總是需要補縮的。
展開 汽車氣動噪聲特性的隨機聲學法分析
汽車氣動噪聲特性的隨機聲學法分析
隨著汽車技術的發展,汽車其它噪聲（如發動機噪聲、傳動系噪聲等）均得到了有效控制，氣動噪聲逐漸成為汽車高速行駛時的主要噪聲源。汽車外形由各種曲率的曲面以及外凸的附件（如后視鏡）組成，氣流流經車身時，會在大曲率和拐角處發生氣流的分離與再附著，形成運動復雜的渦流，導致車身表面產生了不斷變化的脈動壓力[1]。研究表明流場中無旋再附著區與渦核旋轉分離區的脈動壓力明顯高于其它區域[2]。而車身表面的脈動壓力正是形成氣動噪聲的主要原因。王毅剛[3]等人基于風洞試驗，對車輛后視鏡、側窗表面及附近流場進行了測試，并研究了車輛表面脈動壓力特性及產生原因。鄭拯宇[4]等人從聲擬理論出發，在某轎車邊界元模型中導入脈動壓力邊界條件對氣動噪聲外輻射聲場進行了數值仿真。陳鑫[5]等人采用大渦模擬（LES）法對車外后視鏡不同邊緣結構對車外流場及車身表面監測點氣動噪聲的影響進行了仿真研究。Ashish[6]等人對裝有彈性尾翼的鈍頭體模型進行了實驗研究，重點關注彈性體流致振動引起的外部激勵對遠場的影響。以上研究多關注氣動噪聲的外輻射聲場。
本文首先對某款混合動力轎車車內氣動噪聲進行了數值仿真。采用分離渦模擬(DES)湍流模型對流場進行非定常計算，獲得了車身表面的脈動壓力，并將其視為隨機信號，采用隨機聲學的方法研究了脈動壓力對車內聲場的影響，并對該車進行了實車道路試驗，分析了車內氣動噪聲特性，驗證了隨機聲學法的可行性。
1氣動噪聲研究理論基礎
1.1流體動力學（CFD）軟件與專業聲學仿真軟件聯合仿真
CFD與專業聲學軟件進行聯合仿真的方法也稱混合法，首先在CFD軟件中對流場進行穩態計算，將穩態結果作為初值進行瞬態計算，將流場的瞬態計算結果輸出為壓力脈動或速度脈動的格式，在專業聲學仿真軟件中導入壓力或速度脈動，并將其轉化為相應的單極子聲源、偶極子聲源或四極子聲源。
展開 Fluent 合成風法高速列車橫風靜態氣動特性仿真（一）
本案例利用Fluent 合成風法對高速列車橫風影響下的靜態氣動特性展開仿真，主要是對比了幾種不同邊界條件的影響，確定更為合理的邊界條件，為后續的橫風計算提供參考。對橫風32m/s（風向角90°）、行駛速度為300km/s的復興號展開仿真，該案例所用模型為假設模型，僅作計算設置參考。通過此案例后續可以對不同橫風角度、不同模型、不同行駛速度等工況展開類似仿真計算。
1 合成風法說明
當給定邊界條件時，對于側風的設置如下：假設動車組列車的行駛速度為v，列車運行方向為向左運行，此時風作用于列車的空氣流動的速度為?v。給定一個確定的側風速度w，側風向下作用，風向角度為a。由于作用于列車運行方向反向的空氣流動速度與作用在列車側壁上的側風速度共同作用，產成了合速度u。在計算過程中，設置合速度u為入口邊界速度矢量。
2 workbench 設置
本案例計算模型簡單，且為瞬態計算，僅需選擇Fluent（帶網格劃分模塊即可），相關的workbench設置如下圖：
3 SCDM 設置
3.1 導入幾何
本案例對比了常見的兩種建模方式，與三種不同的邊界。
建模方式一
建模方式二
可以發現，主要區別在于列車的角度，建模方式一列車平行于x軸。建模方式二列車與x軸有夾角。
4 Fluent meshing 設置
采用了Fluent meshing進行前處理，采用多面體的方法對體網格進行劃分。具體的劃分結果如下圖所示：
5 FLUENT 設置
5.1 General設置與網格導入
由于本文只探討穩態計算結果，此處的設置比較簡單。
5.2 邊界條件設置
地面設置為free-slip，幾何圖中未標注的其他邊界為對稱面。
展開 FBD型礦用軸流式通風機葉輪氣動噪聲的數值分析
對 FBD 系列，額定功率 55kW 的礦用軸流式通風機葉輪的氣動噪聲進行數值分析，采用大渦模擬(LES)和 Fw—H 聲學模型進行數值計算。得到FBD型礦用軸流式通風機葉輪旋轉區域各噪聲計算點的頻譜圖。通過對比發現通風機一級葉輪的氣動噪聲主要由因葉片周期轉動引起的旋轉噪聲組成，在二級葉輪處由于紊流絮亂導致渦流噪聲明顯從而使得二級葉輪的氣動噪聲主要由旋轉噪聲和渦流噪聲組成。在葉輪旋轉 區域從 葉輪的葉根到葉尖的過程 中，氣動噪聲先增大后減小。對一級葉輪而言，葉片前緣噪聲略大于后緣，而二級葉輪葉片的后緣噪聲略大于前緣 。
在礦山掘進工作中，井下作業 自然條件復雜 ，空氣中摻雜著有毒有害氣體和礦塵。所 以礦井巷道通風十分重要。而通風機的噪聲是掘進工作 中的主要噪聲源之一 ,其中氣動噪聲 占總噪聲的 45％ 。就礦用局部通風機而言 ，其進口和機殼周 圍的噪聲高達 120dB 以上，工人聽力受損程度嚴重。而且掩蔽井下安全警報信號，從而造成事故。所以對礦用軸流式通風機內部氣動噪聲分析顯得尤為重要。
目前，國內外對通風機氣動噪聲的研究大多集中于機殼和葉片結構 。尤其是對通風機葉片結構的研究認為旋轉槳葉的噪聲一般由葉片自身旋轉引起的離散噪聲即單極子聲源，剛和葉片表面紊流壓力脈動引起的頻率連續分布的寬頻噪聲即偶極子聲源組成，由于渦流脫落也會導致四極子聲源的產生 。通過仿生學直接改變葉片翼型的研究得出了不同翼型下的不同氣動特性，對通風機噪聲在巷道內的傳播規律做了研究，然而對通風機 內部氣動噪聲的產生及傳播規律的研究并不充分。隨著計算機技術的發展 ，數值模擬法得 到廣泛進行數值 模擬法大大減少了試驗時間和成本。利用 CFD 數值計算的方法分別對離心通 風機的噪聲和內部流域 進行了計算，并與實際試驗結果對比得到了較小的誤 差證明了數值汁算的可行性 。
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學習記錄——Workbench含斜拉索&橋梁&小車行駛過程數值模擬
駛過程數值模擬
駛過程數值模擬
今天學習的案例是Workbench含斜拉索&橋梁&小車行駛過程數值模擬。難點是小車行駛過程中整車產生的重力引起的輪胎變形的不同等效形式和復雜時域載荷如何施加到系統模型當中。
本案例還是遵循377原則，即三大步三小步。如圖所示。
1.前處理
1.1幾何模型系統的構建
導入模型如圖所示。
1.2材料模型系統的構建
密度：7850
楊氏模量：210e9
泊松比：0.3
1.3有限元模型系統的構建
1.3.1材料賦予
1.3.2連接關系：轉動、固定和移動
1.3.3網格劃分
2.求解
2.1載荷邊界條件
轉動副
2.2位移邊界條件
2.3求解設定
時間0.1s，初始步數25，最小步數20，最大步數250，打開大變形。
下面是本案例的思維導圖。
展開 基于Ansys的汽車氣動噪聲數值仿真分析實例
隨著車輛性能的提高及高等級公路的建設，車輛的速度越來越快，車輛外流場的氣動噪聲以車速的6次方的數量增長。因而，當車輛的其它噪聲得到有效的控制后，車輛的氣動噪聲就變得尤為重要了。70年代研究人員發現，車速為 70km/h的情況下，氣動噪聲的范圍為62~78dB；而在速度為110km/h的情況下，氣動噪聲的范圍達到80~90dB。新的研究表明，車速超過100km/h，氣動噪聲對車外噪聲的影響己超過了其它噪聲。
數值模擬方法可在新車設計初期的造型階段進行氣動噪聲的預測，為選型及造型參數修改提供依據，從而可以較早地得到較理想的產品，避免產品缺陷。
湍流模型的選擇
氣動噪聲模擬可以選擇幾種不同的數值方法，大渦模擬可以得到精確的模擬效果，但要求生成的網格質量好，計算比較耗時。在產品設計的初始階段，往往需要噪聲的大致分布情況，基于模型的噪聲源方法可以解決這一問題。
模型的湍流動能輸運方程：
湍流動能耗散率輸運方程：
式中：
Gk為平均速度梯度產生的湍流動能
Gb為浮力產生的湍流動能
β為熱膨脹系數
μt 為湍流粘度
σk，σt為k，ε的湍流普朗特常數。
根據經驗，模擬中使用的常數分別取值為：Cμ=0.09，σk=1.0，σε=1.3，C1ε=1.44，C2ε=1.92，C3ε=1。
基于公司現在對氣動噪聲的要求，選擇模型是比較適宜的。
模型網格的劃分和計算域的建立
模型是在CATIA軟件上建立的，然后導入ICEMCFD軟件中進行網格劃分。為了提高計算的效率，對模型的底部進行了簡化處理。
根據經驗，流場仿真計算所取的計算域到達一定的大小時，汽車的流場就不再受計算域大小的限制。
展開 某鋼廠增壓風機與煙囪間存在氣動噪音，通過模擬分析并增加均流裝置消除氣動噪音 ￥20
1、 項目簡介
某鋼廠增壓風機運行時，在風機與煙囪之間存在明顯的低頻噪聲，可能是由于連接管道中存在局部高速氣流而產生的氣動噪音（主要有湍流噪音，旋轉噪音，渦流脫落噪音，激波噪音，二次流與分離流噪音），其中本次噪音我們考慮主要以湍流噪音，旋轉噪音，渦流脫落噪音為主，現對風機及管道做CFD模擬，研究風機葉片后的流場分布，以期找到氣動噪聲的的產生原因并加以解決。
2、 三維模型
三維模型
3、 計算參數及邊界條件
進口設置為速度進口（velocity-inlet），按95℃工況下最大風量換算進口平均速度33.13m/s，出口為壓力出口（pressure-outlet），出口壓力設置為0Pa，固壁面均設置為無滑移壁面。
風機葉輪區域設置為旋轉域，轉速為995rpm，沿氣流方向逆時針旋轉，旋轉域模型采用MRF，旋轉域與靜止域之間以Domain Interface連接，以保證數據的傳遞。
風機葉輪后部流場的監測面如下圖所示：
監測面位置示意
4、 計算結果及分析
4.1原始狀態
原始狀態下，風機后部流場的模擬狀態如下：
速度流線圖
切面三速度云圖及速度矢量
根據速度流線圖及切面三速度云圖及矢量，可以看出經過增壓風機后氣流偏向連接煙道的一側，最大風速達到約100m/s，同時在煙囪內形成旋渦。
切面一速度云圖及速度矢量
切面二速度云圖
根據切面一速度云圖及矢量和切面二速度云圖，可以看出經過增壓風機后氣流偏向連接煙道的一側及底部，進入煙囪前的局部最大風速達到約89.1m/s，可能因為局部高風速帶動低速氣流形成氣流脈動，引發噪聲。
4.2添加導流
展開 FLUENT動網格案例之十一：基于動網格算法的二維剛性截面機翼簡諧振動氣動特性分析 ￥99
二維剛性截面機翼扭轉振動流體力仿真分析
氣動彈性問題一直是流固耦合現象研究的重要課題，而二維剛性截面的機翼扭轉振動則是氣動彈性研究最基本的入門案例。如下圖所示，圓形的計算域內，邊界上為壓力遠場，為了減小動網格計算量，靠近機翼的內部區域為彈簧光順和網格重生成區域，外部則為靜止網格。經過兩次放大后可以看出二維非結構的三角形網格也可以有很高的網格質量。
為了對作簡諧振蕩運動的Naca翼型的氣動特性（升力系數，阻力系數和力矩系數）進行數值計算，來流速度為V， 攻角的變化規律為：Alpha（t）=A/2*sin(omega*t)，其中，A=10度，omega=10*pi 弧度/秒。剛體運動UDF實現翼型的俯仰運動，由于在FLUENT的UDF中只能指定速度，角速度；所以，需要將攻角對時間求導，得到轉動角速度的規律：D（alpha）/dt=A*omega/2*cos(omega*t)
動網格實現結果
氣動彈性研究的對象已經從簡單的單翼，拓展到襟翼，前緣縫翼，副翼，翼梢等現代大型客機的機翼結構，感興趣的同學可以留言，希望研究的飛機氣動彈性課題內容。
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