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【Fluent案例17】DLR-F6三维飞机模型气动仿真与实验验证

1月前浏览516


概述


       
利用Workbench对DLR-F6三维飞机模型进行外气动仿真,并与实验压力系数对比验证。        
案例主要内容:        
  • 在DM中创建计算域

  • 在ANSYS meshing中剖分网格

  • 在Fluent中运行仿真

  • 在CFD-Post中运行后处理

案例参数        

Re=3000000、Ma=0.75、迎角α=1°、环境静温T=293K、环境静压P=119750Pa、特征参考长度平均空气动力弦LREF=0.1412m、参考面积AREF=0.1453㎡、1/4翼弦X位置X1/4=0.1579、翼展长度LWS=1.1713m

计算得到参数          
       

1创建Workbench工作流程,并在DM中创建计算域

  • 在workbench平台拖拽创建下图所示工作流程

  • 在Geometry菜单右击打开DM模块,然后如下图所示导入几何模型

  • 点击Generate显示几何模型

  • 更改单位为mm

  • 清理几何,本几何模型无需清理,案例仅演示DM中如何清理几何

    如下图所示操作,选择飞机body,并点击Apply,显示无错误

如下图所示操作,选择飞机body,如下图操作,显示两个短边,均为几何后尾翼,必须保留的edges。

  • 创建流体域,Tools→Enclosure如下操作,创建球体

  • 创建对称面(对于稳态外气动分析,推荐选择对称的流体域减少计算时间)Tools→symmetry如下操作,创建对称面

  • 关闭DM模块

2AM 中网格划分

  • 双击B3,进入AM模块,更改命名


3Fluent中运行求解

  • 开启Fluent求解模式

  • 采用密度基求解器

  • 更改air物性参数

  • 选择湍流模型

  • 设置操作压力

注:操作压力应设置为有意义的平均值,以避免舍入误差。Fluent中操作压力与表压相关,即绝对压力=操作压力+表压,在这设置操作压力,表压由求解器计算得到。
对于不可压缩流体,操作压力通常设置为大气压力。这使得求解器只能计算较小的表压,这有助于避免舍入误差。
对于可压缩流,求解器在计算时需要使用绝对值。因此,操作压力设为0,这样就可以用绝对压力作为边界条件,压力值已在远场边界条件输入。

  • 设置压力远场边界条件

  • 设置求解方法及求解控制

  • 设置参考值

  • 设置残差

  • 设置监测参数(阻力系数为例)

  • 初始化

  • 计算求解

阻力系数

升力系数

动量系数

飞机最大马赫数

某点最大速度值

  • 创建Iso-Syrface

仿真与实验压力系数对比

4CFD-post后处理

  • 查看后处理云图

压力云图

压力系数

马赫数

源文件

来源:CFD仿真区
MeshingFluentCFD-PostWorkbench湍流控制ANSYS
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:2024-10-13
最近编辑:1月前
濮小川CFD
硕士 心不唤物,物不至!
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【CFD小贴士】y+计算、边界层层数及厚度如何确定?

点击“CFD之仿真区”关注公众 号交流学习1.Y+验证湍流模型(不决定湍流模型)首先,先确定使用哪种湍流模型,但是湍流模型又和Y+有关。而根据Y+的公式,其中一项“壁面法向速度u*”在划分网格时又是未知的,只有在计算完毕后才能得到。所以意味着一开始选择的湍流模型是“乱选”的,算完之后通过Y+的范围来验证湍流模型是否正确。实际上,湍流模型也不是乱选:2.湍流模型取决于配合壁面函数/不用壁面函数高雷诺数模型/低雷诺数模型3.湍流模型决定了Y+的范围所以,实际上在计算完后还需要检查壁面的Y+分布,看是否满足湍流模型的要求,如果不满足的话,还需要重新划分网格,重新计算,重新检查。不断进行下去,直到满足Y+要求(高雷诺数30~300,低雷诺数<1)。4.根据湍流模型调整网格(一般是加密网格)一定的湍流模型对应一定的Y+,湍流模型决定Y+,进而决定网格(第一层网格)。一般来说,对于高雷诺数模型(如k-Epsilon模型、雷诺应力模型等),需要满足,一般以接近30为佳。对于低雷诺数模型(如k-w模型,SA模型,LES等),需要满足,以接近于1为佳。所以在估算第一层网格时,按选择使用的湍流模型的不同,通常取30或1进行估算。一旦Y+的值符合湍流模型,那就可以把Y+当作已知,进行第一层网格Y的计算一般CFD软件自带plot可以查看Y+的大小,如果这个值太大,表明壁面处的网格需要加密。一般来说要重新划分网格。5.确定边界层数和厚度一般第一层网格Y比较关键,边界层不适于增长太快,一般1.2以下(否则会影响到差分精度);边界层厚度大概是基本尺寸的25%;层数多了过渡稳定,软件为了计算速度都是用二阶差分或者三阶了,一般来说5层足够了(三层就够使用一次二阶差分了,五层就够使用一次三阶差分了)。注:k-e模型在工程上是比较常用的,但是如果对边界层计算精度要求较高,比如计算机翼升力时,一般常用SA模型或者K-ogema模型。由于k-e常常配合壁面函数使用,所以对边界层内网格数的要求不是很高,也即y+可以放的大一点。一般来说sst的y+怎么着也是1的量级,用壁面函数法的ke,y+可以放到30-300.来源:CFD仿真区

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