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本案例利用Fluent的RBM模型，對(duì)TTCP模型氣動(dòng)性能問題進(jìn)行了仿真計(jì)算。相關(guān)設(shè)置見Fluent MRF 旋轉(zhuǎn)卷弧翼彈箭氣動(dòng)仿真。本案例以該文章的計(jì)算結(jié)果為初始值，展開了旋轉(zhuǎn)卷弧翼彈箭氣動(dòng)仿真計(jì)算。所有設(shè)置一致，因此進(jìn)行如下兩步設(shè)置。注意：由于計(jì)算資源，此處計(jì)算對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行了簡化，如果要進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，請(qǐng)下載相關(guān)案例自行進(jìn)行精細(xì)網(wǎng)格劃分！！！

本案例利用Fluent的MRF模型，對(duì)TTCP模型氣動(dòng)性能問題進(jìn)行了仿真計(jì)算。該案例僅對(duì)TTCP模型的彈體穩(wěn)妥旋轉(zhuǎn)計(jì)算進(jìn)行了簡單演示，后續(xù)將對(duì)其各項(xiàng)氣動(dòng)性能參數(shù)繼續(xù)計(jì)算。本文僅計(jì)算了馬赫數(shù)為1.1、攻角為4°的工況，并展開相關(guān)的后處理計(jì)算。

2.3氣動(dòng)噪聲邊界條件設(shè)定與后處理 將2.2節(jié)中的計(jì)算結(jié)果與 FW-H 方程相結(jié)合在葉片表面使用二重積分獲得隨需要的聲壓值信號(hào)，在進(jìn)行噪聲參數(shù)設(shè)定時(shí)，以風(fēng)扇本體為噪聲源，而監(jiān)測點(diǎn)則按照 GB/T2888-2008《風(fēng)機(jī)和羅茨鼓風(fēng)機(jī)噪聲測量方法》中的規(guī)定設(shè)置，取風(fēng)機(jī)前 1m 處噪聲結(jié)果作為分析。

圖3 內(nèi)部流域網(wǎng)格劃分 3、葉片旋轉(zhuǎn)區(qū)域噪聲計(jì)算點(diǎn)的布置 3.1 一級(jí)葉輪旋轉(zhuǎn)區(qū)域噪聲計(jì)算點(diǎn)的布置 在FLUENT中運(yùn)用Fw—H 聲學(xué)模型對(duì)軸流通風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)噪聲進(jìn)行計(jì)算。由于葉片的周期運(yùn)動(dòng)，會(huì)使葉輪上的流體發(fā)生周期性漲縮為更好的觀察葉片前緣到后緣聲壓級(jí)的變化，以垂直于軸線方向把一級(jí)葉輪劃分為 5 個(gè)截面。

1 引言 Fluent Meshing中的Fault Tolerant流程為模擬復(fù)雜模型外氣動(dòng)帶來了一定的便捷。本文以一架縮比模型戰(zhàn)機(jī)為例說明 Fluent對(duì)于一個(gè)極端復(fù)雜模型的外氣動(dòng)的仿真流程，僅供示例，部分參數(shù)的取值不具有實(shí)際工程意義，在工程中需按照實(shí)際情況合理設(shè)置網(wǎng)格、計(jì)算域和計(jì)算參數(shù)等。

之前說明了如何用Fluent經(jīng)典流程處理戰(zhàn)機(jī)的外氣動(dòng)問題（詳見Fluent戰(zhàn)機(jī)外氣動(dòng)模擬流程）。但同樣的縮比戰(zhàn)機(jī)模型，如果需要改變飛行攻角、馬赫數(shù)以及飛行高度（飛行高度決定了外流場的靜壓、靜溫邊界條件）等參數(shù)來進(jìn)行對(duì)比研究，Fluent經(jīng)典流程功能處理起來就顯得麻煩。此時(shí)可考慮用Fluent Aero來進(jìn)行類似的改變參數(shù)的對(duì)比仿真研究。

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。

（3）同步驟（2），Report Type選擇Face Maximum，設(shè)置參數(shù) OUT-Max vel。（4）設(shè)置完成后，單擊單擊主菜單中File→Close Fluent按鈕退出FLUENT界面。 9 參數(shù)化設(shè)置 （1）雙擊A7欄Parameters項(xiàng)，進(jìn)入Parameter Set界面。

模型關(guān)于xy平面對(duì)稱，為減少計(jì)算網(wǎng)格數(shù)量，在抽取流體域之后取1/2模型為計(jì)算區(qū)域。同時(shí)在料滾周圍創(chuàng)建一個(gè)圓柱作為MRF(Multi-Reference Frame)方法的空氣旋轉(zhuǎn)域和靜止域的邊界，后續(xù)將在旋轉(zhuǎn)域中使用一個(gè)轉(zhuǎn)速為52rpm的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系。最后將旋轉(zhuǎn)與和靜止域之間進(jìn)行共享拓?fù)洌_保網(wǎng)格共節(jié)點(diǎn)。

未來的研究可以進(jìn)一步拓展數(shù)值模擬的范圍和精度，探究多種中心管設(shè)計(jì)與氣墊輥細(xì)孔排列的組合效果結(jié)合實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，探究更多設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)旋轉(zhuǎn)牽引氣墊輥出風(fēng)均勻性的影響，提出更具實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的優(yōu)化方案。參考文獻(xiàn)[1] 劉思杰，孫琪，劉家斌.基于ANSYS Fluent的計(jì)算流體力學(xué)分析.北京理工大學(xué)出版社，2016.

其原理可以用一個(gè)簡單的彈 簧-質(zhì)量旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)說明，彈簧垂直于旋轉(zhuǎn)軸，當(dāng)彈簧剛度很高而旋轉(zhuǎn)加速度很小時(shí), 認(rèn)為彈簧變形很小。

經(jīng)CFD數(shù)值模擬，得出如下結(jié)論：1)基于CATIA軟件對(duì)飛機(jī)進(jìn)行3維曲面建模，然后使用Workbench 軟件的Fluent模塊對(duì)3D模型進(jìn)行氣動(dòng)特性分析，該計(jì)算流程在飛機(jī)概念設(shè)計(jì)階段估算飛機(jī)性能的可行性強(qiáng)；2)戰(zhàn)略大飛機(jī)為正常式氣動(dòng)布局、H形尾翼、4臺(tái)渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的寬體客機(jī)。戰(zhàn)略大飛機(jī)的基本參數(shù)：飛機(jī)長為84.8 m，機(jī)高18.3 m，翼展為88.4 m。

本案例計(jì)算單級(jí)軸流壓縮機(jī)內(nèi)部流場，并驗(yàn)證出口壓力及流量。1 問題描述計(jì)算模型如圖所示。采用單個(gè)轉(zhuǎn)子葉片與單個(gè)定子葉片進(jìn)行計(jì)算，利用旋轉(zhuǎn)參考系模型模擬轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)，計(jì)算參數(shù)如表所示。采用穩(wěn)態(tài)、湍流計(jì)算，考慮氣體的可壓縮性，利用理想氣體模型計(jì)算密度。

求解設(shè)置根據(jù)該款旋轉(zhuǎn)機(jī)械的相關(guān)參數(shù)，經(jīng)過理論計(jì)算得到該旋轉(zhuǎn)機(jī)械的最大速度為25.6m/s，折合馬赫數(shù)為0.075，為不可壓縮流動(dòng)，故選擇壓力基求解器，湍流模型選用了適用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械的k-ε Realizable模型。對(duì)于動(dòng)區(qū)域計(jì)算模型，本次穩(wěn)態(tài)計(jì)算選擇了網(wǎng)格靜止不動(dòng)的MRF旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系法，計(jì)算迭代步數(shù)400步，相關(guān)設(shè)置如下。

本案例利用Fluent重疊網(wǎng)格與UDF,對(duì)撲翼機(jī)的氣動(dòng)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(duì)進(jìn)一步添加udf代碼與更換模型，實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜的撲翼機(jī)運(yùn)動(dòng)，對(duì)其展開氣動(dòng)仿真計(jì)算。1 UDF說明在本研究中采用重疊網(wǎng)格模型對(duì)撲翼機(jī)撲翼運(yùn)動(dòng)進(jìn)行模擬。

四、仿真平臺(tái)對(duì)比進(jìn)行Fluent旋轉(zhuǎn)機(jī)械瞬態(tài)分析時(shí)，所使用的“神工坊”高性能工業(yè)仿真平臺(tái)與其他兩家仿真云平臺(tái)的硬件參數(shù)如下表所示。

計(jì)算時(shí)，將整個(gè)渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)作為一個(gè)單元，其各部件之間不存在任何傳遞、對(duì)稱和周期性的情況。模型采用在局部旋轉(zhuǎn)區(qū)分析流體流動(dòng)以模擬旋轉(zhuǎn)部分，即每個(gè)旋轉(zhuǎn)的實(shí)體部件周圍都有一個(gè)軸對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)區(qū)，該旋轉(zhuǎn)區(qū)有自己的局部坐標(biāo)系并與部件一起旋轉(zhuǎn)。計(jì)算域內(nèi)非旋轉(zhuǎn)區(qū)的流體流動(dòng)方程在非旋轉(zhuǎn)的笛卡爾全局坐標(biāo)系下求解。通過在旋轉(zhuǎn)區(qū)的流體邊界處自動(dòng)設(shè)置特殊的內(nèi)邊界條件，將旋轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)的解與非旋轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)的解連接起來。

人工為風(fēng)電葉片除冰葉片大量覆冰會(huì)造成風(fēng)力機(jī)功率損失、機(jī)械故障、墜冰引發(fā)的安全隱患等問題：改變?nèi)~片的氣動(dòng)性能，造成葉輪氣動(dòng)、質(zhì)量不平衡；升力系數(shù)下降和風(fēng)能利用率降低，造成發(fā)電量的損失；阻力系數(shù)增加，導(dǎo)致傳動(dòng)鏈軸向載荷過大；葉片質(zhì)量增加，輪轂轉(zhuǎn)矩增大，影響葉根處疲勞壽命；葉片旋轉(zhuǎn)過程中容易出現(xiàn)冰塊脫落，發(fā)生墜落傷害等事故。

本案例演示利用Fluent計(jì)算離心式壓縮機(jī)內(nèi)部流程并實(shí)現(xiàn)參數(shù)化的一般流程。 1 問題描述 要計(jì)算的壓縮機(jī)如下圖所示。 其包含6個(gè)主葉片及6個(gè)分流葉片，只計(jì)算單流道模型，如下圖所示。 流體介質(zhì)為空氣，葉輪轉(zhuǎn)速155733 rpm，沿z軸旋轉(zhuǎn)。