超音速流動
關注創(chuàng)建者：韓韓 創(chuàng)建時間：2016-05-19
超音速流動的視頻教程
Fluent專家-流動-4 (機翼超音速流動)
Fluent專家-流動-4 (機翼超音速流動) 案例簡介 機翼模型如下圖所示，其中周圍馬赫數(shù)為0.8，攻角α=4°，通過fluent來分析機翼外流場情況。 Spalart-Allmaras 模型（1equ）： 1）. Spalart-Allmaras 模型是設計用于航空領域的，主要是墻壁束縛流動，而且已經(jīng)顯示出和好的效果。 2）。
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Altair Simlab教程：收斂發(fā)散噴嘴內的超音速流動
Altair 官方微信平臺 最新、最及時的活動和培訓訊息；全原創(chuàng)干貨技術專題；前沿解決方案分享 欲了解更多信息，歡迎訪問： www.altair.com.cn
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COMSOL模擬堵塞血管支架流動、堵塞血管超彈性動脈壁支架擴張過程、擴張變形動脈壁的血液流動。
課程為主要介紹Comsol軟件模擬心血管支架的擴張模擬，主要對支架擴張前后，血液流動分析，針對擴張前進行堵塞血管的流固耦合模擬和支架擴張后血管的流固耦合分析，收費內容包含四個文件，分別為堵塞血管的層流模擬文件、堵塞血管的支架擴張過程模擬文件、對擴張后的模型進行導出并重新劃分網(wǎng)格并對其血液流動進行模擬，三個仿真模擬文件（包含結果）和視頻中演示PPT。
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超音速流動的實例教程
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Fluent專家-流動-4
(機翼超音速流動)
案例簡介
機翼模型如下圖所示，其中周圍馬赫數(shù)為0.8，攻角α=4°，通過fluent來分析機翼外流場情況。
教學視頻播放地址：http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c10273
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展開 參考資料：ANSYS Fluid Dynamics Verification Manual
算例說明
本案例介紹了噴管中正激波超音速流動，來流最大馬赫數(shù)為2.2。
計算域：噴管長2m，出口與喉道面積比為3
物質屬性：理想氣體，粘度為1.7894e-5kg/m-s
邊界條件：來流壓力為200kPa，總溫為500K，墻壁溫度為328K，出口表壓為75kPa
網(wǎng)格劃分
采用矩形網(wǎng)格，網(wǎng)格數(shù)量為8000
計算設置
本次計算為穩(wěn)態(tài)湍流計算。
物質屬性
計算域內流體物質為空氣，設置它的密度和粘性參數(shù)
湍流模型
本次計算為層流計算
能量方程
激活能量方程
邊界條件
計算域左側為壓力入口
計算域右側為壓力出口
設置噴管壁面溫度
設置求解方法和松弛因子
計算結果
計算域壓力場云圖
計算值與實驗值對比
噴管中心線位置處馬赫數(shù)對比
參考文獻
F. M.White. Fluid Mechanics. 3rd Edition. McGraw-Hill Book Co., New York, NY.
518-531. 1994.
展開 本教程演示了二維縮擴噴嘴超音速流動問題的設置和求解。
1 啟動Workbench并建立分析項目
（1）在Windows系統(tǒng)下執(zhí)行“開始”→“所有程序”→ANSYS 19.2→Workbench命令，啟動Workbench 19.2，進入ANSYS Workbench 19.2界面。
（2）雙擊主界面Toolbox（工具箱）中的Analysis systems→Fluid Flow（Fluent）選項，即可在項目管理區(qū)創(chuàng)建分析項目A。
2 導入幾何體
（1）在A2欄的Geometry上單擊鼠標右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇Import Geometry→Browse命令，此時會彈出“打開”對話框。
（2）在彈出的“打開”對話框中選擇文件路徑，導入cad幾何體文件。
3 劃分網(wǎng)格
（1）雙擊A3欄Mesh項，進入Meshing界面，在該界面下進行模型的網(wǎng)格劃分。
（2）右鍵模型入口和出口邊界，分別輸入名稱inlet和outlet，單擊OK按鈕確認。
（3）設置網(wǎng)格尺寸為0.1m。
（4）右鍵單擊模型樹中Mesh選項，選擇快捷菜單中的Generate Mesh選項，開始生成網(wǎng)格。
（5）網(wǎng)格劃分完成以后，單擊模型樹中Mesh項可以在圖形窗口中查看網(wǎng)格。
（6）執(zhí)行主菜單File→Close Meshing命令，退出網(wǎng)格劃分界面，返回到Workbench主界面。
（7）右鍵單擊Workbench界面中A3 Mesh項，選擇快捷菜單中的Update項，完成網(wǎng)格數(shù)據(jù)往Fluent分析模塊中的傳遞。
4 定義模型
（1）雙擊A4欄Setup項，打開Fluent Launcher對話框，單擊OK按鈕進入FLUENT界面。
展開 總的來說，仿真結果與實驗結果相當一致，這表明 CFD 模塊可以精確地求解高速湍流，包括超音速流動和激波。利用這一功能，工程技術人員可以優(yōu)化跨音速擴壓器的設計，并增強超音速飛機的推進系統(tǒng)。
來源：COMSOL
參考資料：ANSYS Fluid Dynamics Verification Manual
算例說明
本案例介紹了充氫激波管內瞬態(tài)流動的數(shù)值模擬。隔膜將管內高、低壓力區(qū)域分離開，在T＝0時破裂，從而在管中產(chǎn)生沖擊波。
計算域：管道長1m，截面面積為0.01m2
物質屬性：密度選擇Aungier-Redlich-Kwong理想氣體模型
邊界條件：初始時設置高、低壓區(qū)域壓力
網(wǎng)格劃分
采用六面體網(wǎng)格，網(wǎng)格數(shù)量為102400
計算域中，左側為高壓區(qū)域，右側為低壓區(qū)域。
計算設置
本次計算為瞬態(tài)流動。
物質屬性
計算物質設置為氫氣，設置它的密度等參數(shù)
湍流模型
選擇無粘流動
能量方程
激活能量方程
初始化
設置初始計算域壓力為1e+07
利用patch功能設置高壓區(qū)域壓力為5e+07
迭代計算
時間步長設為5e-07
計算結果
計算域壓力和溫度云圖
計算值與實驗值對比
管道中心軸上壓力對比圖表
管道中心軸上溫度對比圖表
參考文獻
K. Mohamed, M. Paraschivoiu, “Real Gas Numerical Simulation of Hydrogen Flow”. 2nd International Energy Conversion Engineering Conference, Providence, Rhode Island, Aug. 16-19, 2004
展開 
超音速流動的最新內容
? 高復雜度場景（如高超音速流動、燃燒仿真）：建議以傳統(tǒng)專業(yè)CFD為主，F(xiàn)LOEFD僅用于前期幾何可行性與初步性能評估。
總結
西門子FLOEFD以“CAD原生、智能高效、多場協(xié)同”為核心，打破了設計與仿真的壁壘，尤其適配新能源、電子、增材制造等快速迭代的行業(yè)。
圖2 噴嘴網(wǎng)格
2.2 控制方程
超音速流場的流動屬于高雷諾數(shù)湍流，本文采用 k-ε系列的 Standard k-ε 模型，Standard k-ε 模型被廣泛應用于工程流場計算，具有廣適性、成本低以及精度高的優(yōu)點，采用有限體積方法來離散控制方程。壓力與速度之間的耦合通過SIMPLE算法來處理。
在流體流動中，連續(xù)方程是質量守恒定律的表現(xiàn)。
能捕捉亞音速到高超音速的流動問題，氣動聲學問題，可以和Nastran或OptiStruct耦合進行氣彈問題仿真。
引言
在現(xiàn)代工業(yè)和科學研究中，超臨界流體因其獨特的物理性質而備受關注。超臨界工況下的流體兼具氣體和液體的雙重特性，其密度接近液體，而粘度接近氣體，熱物性受溫度和壓力的影響極大，尤其在擬臨界溫度附近，物性變化極為劇烈。這種特性使得超臨界流體在能源、化工、航空航天等領域具有廣泛的應用前景，例如超臨界水、超臨界二氧化碳以及各種超臨界狀態(tài)有機工質的研究等。然而，超臨界流體的流動傳熱問題復雜，需要借助先進的模擬仿真工具來實現(xiàn)對其流動傳熱特性的精準分析
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</div><p>3、不可壓縮/可壓縮流</p><p><br></p><p class="ql-align-justify">軟件具備壓力基和密度基求解器、可壓縮狀態(tài)方程和常用對流格式用以模擬亞、跨、超音速流動
本案例為COMSOL模擬堵塞血管支架流動、堵塞血管超彈性動脈壁支架擴張過程、擴張變形動脈壁的血液流動。
主要對支架擴張前后，血液流動分析，針對擴張前進行堵塞血管的流固耦合模擬和支架擴張后血管的流固耦合分析，收費內容包含四個文件，分別為堵塞血管的層流模擬文件、堵塞血管的支架擴張過程模擬文件、對擴張后的模型進行導出并重新劃分網(wǎng)格并對其血液流動進行模擬，三個仿真模擬文件（包含結果）和PPT。
超音速降落傘在航天工程中有著廣泛地應用。 中國第一次登陸火星的天問一號探測器于2021年5月15日在烏托邦平原的南部預定著陸區(qū)降落。 其中，最難的便 是降落 傘著陸過程。 超音速降落傘技術是減速環(huán)節(jié)中最難的一步，在使用降落傘時必須確保在低動壓、低音速、低動壓的情況下，而這個過程容易出現(xiàn)開傘困難、開傘不穩(wěn)等狀況。 因此，采取合理的解決方式十分重要。 可利用XFlow軟件模擬流體運動，Abaqus軟件模擬降落傘的受力和運動
這些方法在掠翼橫流控制的亞音速、跨音速和超聲速流動中的應用是有限的。由于壓力梯度較弱，自然層流飛行器的層流擴展區(qū)面臨著巨大的挑戰(zhàn)。在自動分析中，存在翼體連接，掛塔，天線，空氣數(shù)據(jù)探頭和其他突起很難被包括在內。后掠翼層流設計的預測是另一個挑戰(zhàn)。混合層流系統(tǒng)的實際建模能力有限。中小規(guī)模無人機低雷諾數(shù)邊界層的擴展區(qū)域需要高保真的預測方法。目前還沒有確定的自動化方法來解釋低壓渦輪中的曲率和尾跡效應。
再入艙的攻角α=-25°和馬赫數(shù)為17.0。幾何形狀如下圖所示，膠囊是對稱的。
1、啟動Fluent導入網(wǎng)格
啟動Fluent軟件，選擇雙精度，設置并行數(shù)。
導入網(wǎng)格并顯示。
對于高超音速流場，選擇密度基Density-Based求解器。
5 分鐘閱讀
作者：Boom Supersonic 氣動推進工程師 Michael Rybalko 和 NUMECA USA 技術總監(jiān) Jean-Charles Bonaccorsi
Boom Supersonic 于 2014 年在科羅拉多州丹佛市成立，正在通過建造歷史上最快的商業(yè)客機 Overture 重新定義飛行的意義。Overture 將以 2.2 馬赫的速度和高達
