首页/文章/ 详情

当前很火的飞行汽车,地面效应很特殊很关键,高保真CFD仿真助您可视化理解

8天前浏览53

飞行汽车是一种结合了汽车和飞机功能的创新交通工具,它能够在道路上行驶,也能够在空中飞行。这种技术融合了传统的地面交通和航空技术,为城市交通提供了一种全新的解决方案。飞行汽车的设计理念旨在缓解交通拥堵,提供更快捷的点对点旅行方式,并且具有潜在的环境效益,例如减少碳排放和噪音污染。


1.地面效应


     

   

地面效应是指飞行器在接近地面飞行时,由于地面的存在而对飞行器的空气动力学特性产生影响的现象。当飞行器靠近地面时,旋翼高速旋转,地面会阻挡和反射气流,减少翼尖涡流的强度,从而降低诱导阻力,增加升力。这种效应使得飞行器能够在较低的速度下保持稳定飞行,并且在某些情况下,可以承载更多的载荷。地面效应在设计飞行汽车和垂直起降(VTOL)飞行器时尤为重要,因为它直接影响到它们的性能和安全性。


2.地面效应CFD仿真


     

    

上面视频是四轴飞行器孤立旋翼在地面效应下的悬停流动可视化,飞机位于旋翼下方一个半径处。用涡度大小着色的Q-准则等值面显示了涡流尾迹和与地面的相互作用,其中紫色表示低,黄色表示高。流动可视化揭示了单个旋翼在地面效应下的复杂尾迹。

  1. 使用数亿个网格对飞行器、地面和周围空气进行建模。NASA的OVERFLOW CFD求解器在位于Ames的NASA高级超级计算(NAS)设施的Pleiades、Electra和Aitken超级计算机上运行。完成单个旋翼高保真CFD仿真案例大约需要40天和2000个CPU。

  2. 这些模拟使研究人员能够更好地表征飞行器在接近地面时的空气动力学特性。还研究了沿地面的模拟诱导流动(称为流出)。工程师发现旋翼之间的相互作用导致出现危险区域,由于强风和大风,人们不能站立。

  3. 模拟数据将用于帮助调整保真度较低的方法,这些方法计算量较小,使参数研究更加易于管理。低保真度和高保真度结果的结合可以用来构建飞行器周围危险区域的地图,这将为乘客和操作员提供安全上下车的安全路线信息。

  4. Ames团队将比较不同飞行器设计的模拟结果,以突出地面效应如何影响性能和安全


来源:CFD饭圈
FluentCFX燃烧航空汽车PolyflowParaViewParticleWorks
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-09-08
最近编辑:8天前
CFD饭圈
硕士 分享CFD文章,感谢关注
获赞 9粉丝 4文章 345课程 0
点赞
收藏
作者推荐

如何确保缩比模型的结果适用于全尺寸原型?

1.相似性 相似性是无量纲数的重要应用。能否从缩放模型测试中获得准确的结果?假设要制造一种新型飞机,将进行风洞测试以估计可能的性能。这样的测试应该具备什么样的流动条件,以确保实验室结果适用于全尺寸情况。模型和全尺寸原型之间需要三种相似性:几何相似性、运动相似性和动力相似性。2.几何相似性 模型和原型之间的对应长度必须保持相同的比例,如下图 所示,这是一个显而易见的要求。图 :几何相似性3.运动相似性 这种相似性要求模型和原型之间的长度(L)和时间(t)尺度相似,这意味着对应点的速度相似,如下图所示。在这种相似性下,模型和原型上的流动流线模式将是相似的。显然,运动相似性包括几何相似性。图 :运动相似性4.动力相似性 当模型和原型对应点上的力相似时,就存在动力相似性(下图)。图 :动力相似性在三种相似性中,动力相似性是最严格的。尺寸分析过程表明,要实现动力相似性,那么所有与流动相关的无量纲数必须在模型和原型之间保持不变,即,然而,在通常的实践中,这并不容易实现。例如,在空气动力学领域,为了在模型和原型之间获得完全的相似性,需要雷诺数和马赫数在模型和原型之间相同。考虑到大型飞机的飞行雷诺数约为 10^8,看起来小比例模型需要以比原型高得多的速度运行。这意味着马赫数匹配是不可能的。然而,事实证明,在较低速度(马赫数 0.3 及以下)时,雷诺数是重要的,只需单独保持雷诺数就足够了。在更高速度下,当压缩性变得重要时,只需要保持马赫数。来源:CFD饭圈

未登录
还没有评论
课程
培训
服务
行家
VIP会员 学习 福利任务 兑换礼品
下载APP
联系我们
帮助与反馈