作者 | CFD基礎(chǔ)及應(yīng)用 仿真秀專欄作者

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導(dǎo)讀：面對復(fù)雜外形的氣動評估工作，非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格帶來了很多便利，但涉及部件運動給計算帶來很多挑戰(zhàn)。結(jié)構(gòu)網(wǎng)格計算穩(wěn)定性好，但在復(fù)雜模型拓撲復(fù)雜以及網(wǎng)格量大;拼接(interface)網(wǎng)格、重疊網(wǎng)格(overset)技術(shù)的發(fā)展，給結(jié)構(gòu)網(wǎng)格制作降低了難度。本文采用重疊網(wǎng)格技術(shù)來實現(xiàn)襟翼偏轉(zhuǎn)、襟翼射流、螺旋槳旋轉(zhuǎn)從網(wǎng)格制作、求解器設(shè)置、后處理進行全過程展示。

一、機翼仿真計算

1、計算網(wǎng)格

結(jié)構(gòu)網(wǎng)格

2、計算設(shè)置

求解設(shè)置

3、計算結(jié)果

二、偏襟翼仿真計算

1、計算網(wǎng)格

2、計算設(shè)置

3、計算結(jié)果

三、偏襟翼+射流仿真

1、計算網(wǎng)格

結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，網(wǎng)格量約120W，射流縫逢高1mm，布置了13個網(wǎng)格點。包含機翼和射流襟翼兩套網(wǎng)格。

2、計算設(shè)置

機翼和襟翼射流網(wǎng)格設(shè)置插值關(guān)系，射流縫入口設(shè)置壓比。

3、計算結(jié)果

合理布置襟翼前緣射流縫的位置、高度、機翼與襟翼的合理搭配，可以很好的控制襟翼表面的流動反向，射流引射作用加強機翼表面流動，增加機翼環(huán)量進而增加升力系數(shù)。射流可以大幅提高升力系數(shù)，消除流動分離。

不同壓比射流計算結(jié)果對比

四、偏襟翼+射流+螺旋槳旋轉(zhuǎn)仿真

1、計算網(wǎng)格

結(jié)構(gòu)網(wǎng)格總量200W左右，包含機翼、襟翼、螺旋槳三個計算區(qū)域;螺旋槳和襟翼均與機翼插值。

2、計算設(shè)置

襟翼和機翼、螺旋槳和機翼插值設(shè)置;射流壓比設(shè)置;螺旋槳旋轉(zhuǎn)設(shè)置;非定常計算設(shè)置、子迭代步時長設(shè)置等

3、計算結(jié)果

非定常計算對計算資源要求非常高，非定常計算一個狀態(tài)需要一個小時左右，非定常計算一圈迭代50步，轉(zhuǎn)三圈需要三天多時間，因此沒有像定場一樣計算出一條直線，僅展示一個狀態(tài)點的結(jié)果。收斂殘差曲線、升力系數(shù)、阻力系數(shù)周期性波動(震蕩);空間流線隨槳葉的轉(zhuǎn)動發(fā)生變化。

殘差曲線

干貨很多，無法一一展示，有興趣的歡迎加入到課程中來學習。

五、飛行器網(wǎng)格制作與氣動外形設(shè)計

為了幫助大家更好理解和掌握建模、網(wǎng)格制作、CFD求解、后處理全過程，輕松駕馭各種外形飛行器的挑戰(zhàn)，筆者近日在仿真秀首發(fā)了幾個視頻課程，希望幫助工程師和理工科學子更好的理解。

審核編輯：湯梓紅