Fluent 重叠网格+UDF NACA0012翼型摆动气动仿真(一）

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本案例利用Fluent重叠网格与UDF,对NACA0012翼型摆动的气动特性展开仿真。该案例所用模型为假设模型，仅作计算设置参考。通过此案例后续可以对不同初始迎风角度、不同模型、不同速度等工况展开类似仿真计算。

1 UDF说明

在本研究中采用重叠网格模型对NACA0012翼型俯仰运动进行模拟。本案例选择DEFINE_CG_MOTION进行定义，vel[1]代表y轴方向，omega[2]代表z轴旋转方向，本案例设计naca0012翼型上下摆动72°，上下移动0.2m，相关的UDF代码如下：

#include "udf.h"#include "mem.h"#include "dynamesh_tools.h"DEFINE_CG_MOTION(naca, dt, vel, omega, time, dtime){                NV_S(vel, =, 0.0);    NV_S(omega, =, 0.0);    vel[1] = 0.2*cos(2*3.14*time);    omega[2]=1.256*cos(2*3.14*time);    }

2 workbench 设置

本案例需要设置如下三个模块的计算，其中包括背景网格区域、前景网格区域与fluent计算三个部分，具体设置如下图：

3 SCDM 设置

3.1 导入几何

整体几何结构如下图:此边界参考相关文献，来流入口与上下边界距离翼型10C,出口边界距离翼型20C。

3.2 网格设置

采用SCDM进行网格划分，背景区域划分为四边形网格导出。前景网格划分为三角形网格导出，并划分相对应的边界层网格。

背景网格如下图所示：

前景网格如下图所示：

4 FLUENT 设置

4.1 General设置与网格导入

首先导入背景网格，其次通过下图所示的方法将前景导入。

由于本文涉及到NACA0012翼型运动，因此需要探讨瞬态计算结果，此处的设置比较简单，勾选为瞬态计算。

4.2 边界条件设置

将上下边界设置为对称面，来流方向位速度入口，出口为压力出口，设置naca0012外边界网格为overset。

速度入口设置为32m/s，具体设置如下图：

4.3 动网格设置

首先导入编辑的udf 。

其次对运动区域进行设置，即整个运动区域到网格都要添加udf，具体设置如下：

4.4 初始化设置

来源：CFD仿真库

Fluent Suboff直航水动力仿真(一）

本案例利用Fluent以美国国防高等研究计划署(DARPA)的标准SUBOFF全附体模型(无螺旋桨)为研究对象展开静态水动力仿真分析，并与相关实验数据展开对比，发现计算结果较为接近。本案例所进行的设置十分简单。通过此案例后续可以进一步对各种水下航行体模型展开计算，并通过改变攻角、添加螺旋桨等方式，进行更为复杂的水下航行体水动力仿真计算。1workbench设置本案例具体设置如下图：2SCDM设置2.1导入几何整体几何结构如下图:suboff长为L,直径为D。外部计算域长为4L，半径为12D。距离入口边界与模型首部距离为L，出口边界与模型尾部距离为L。入口边界条件设置速度入口边界，出口边界条件设置为压力出口边界，SUBOFF表面设置为无滑移壁面边界条件，其余壁面设置为对称壁面边界条件。3FluentMeshing设置3.1网格设置采用Fluentmeshing进行网格划分，采用六面体网格划分，并划分相对应的边界层网格。需要对suboff附近区域进行网格加密，具体网格划分如下图所示：4FLUENT设置4.1General设置与网格导入由于本文仅分析稳态Suboff的水动力特性，因此仅需要进行稳态计算结果的讨论，此处的设置比较简单，勾选为稳态计算。4.2模型设置由于是简单的阻力计算，因此可以选择K-WSST湍流模型进行仿真计算。4.3材料设置由于是水动力计算，因此需要选择water作为流体材料，相关设置如下如所示：4.4边界条件设置各边界条件的设置如下：速度入口设置为3.05m/s，此处主要是依据相关的suboff实验数据进行设置，具体设置如下图：4.5初始化设置相关初始化设置如下图。4.6计算设置此处进行的计算设置如下：5后处理结果5.1后处理云图结果Suboff截面速度云图如下图所示：Suboff表面压力云图如下图所示：Suboff表面速度流线图如下图所示：Suboff阻力计算结果如下图所示，与实验值102.3N较为接近：来源：CFD仿真库