首页/文章/ 详情

STAR CCM 案例|重叠网格计算翼型跨声速流动

2年前浏览4712

本教程演示如何使用重叠网格模拟RAE2822翼型上的跨音速流动。

1 问题描述

通过对机翼周围区域使用重叠网格,本教程演示如何在不生成网格的情况下更改攻角。这种方法大大简化了参数研究的案例设置。

图片

2 STAR CCM 设置

  • 启动STAR CCM 并新建Simulation
  • 利用菜单File > Load Simulation导入文件airfoil_oversetParts.sim

2.1 区域处理

  • 选择模型树节点Part下的子节点Background与Overset,点击右键菜单项Assign Parts to Regions…分配区域

图片

  • 弹出对话框中选择选项Create a Region for Each PartCreate a Boundary for Each Part Surface,如下图所示

图片

  • 选中模型树节点Regions > Background > Boundaries > Outside,设置其边界类型为Free Stream

图片

  • 设置边界Symmetry的类型为Symmetry Plane
  • 相同方式设置Overset节点下的边界
    • 设置Airfoil 的边界类型为Wall
    • 设置Overset Boundary的边界类型为Overset Mesh
    • 设置Symmetry的边界类型为Symmetry Plane

修改完毕后的边界节点如下图所示。

图片

2.2 网格生成

1、背景网格

  • 鼠标右键选择模型树节点Operations,点击弹出菜单项New → Mesh → Automated Mesh打开网格生成面板

图片

  • 选中部件Background,选择选项Surface Remesher、Trimmed Cell Mesher及Prism Layer Mesher,如下图所示

图片

  • 修改节点Operations > Automated Mesh名称为Background Mesh
  • 进入模型树节点Operations > Background Mesh > Default Controls,如下表所示设置相应参数

图片

  • 鼠标右键选择模型树节点Operations > Background Mesh > Custom Controls,点击弹出菜单New → Volumetric Control新建体控制

图片

  • 设置Parts为Overlap

图片

  • 如下表所示设置相应参数

图片

2、前景网格

  • 拷贝并粘贴节点Background Mesh,修改节点名称为Overset Mesh
  • 如下图所示,指定Input PartsOverset

图片

  • 选中模型树节点Overset Mesh > Meshers > Prism Layer Mesher,设置Disribution ModeWall Thickness

图片

  • 进入模型树节点Operations > Overset Mesh > Default Controls,按下表所示参数设置相应节点

NodePropertySetting
Base SizeValue0.5 m
Number of Prism LayersNumber of Prism Layers15
Prism Layer Total ThicknessPercentage of Base15
Prism Layer Near Wall ThicknessValue1.0E-4 m

  • 添加4个Volumetric Control,采用下表所示的部件与尺寸

图片

  • 右键选择模型树节点Operatons,点击弹出菜单项Execute All生成计算网格

图片

计算网格如下图所示。

图片

  • 点击菜单项Mesh > Convert to 2D将三维网格转换为二维。注意在弹出对话框中激活选项Delete 3D Regions After Conversion

图片

2.3 指定攻角

  • 右键选择节点Regions > Overset 2D,点击弹出菜单项 Transform > Rotate打开区域旋转对话框

图片

  • 如下图所示,指定旋转角度为**-2.54 deg**,点击按钮Apply旋转区域

图片

2.4 耦合重叠区域

  • 选中节点Background 2D及Overset 2D,点击弹出菜单项Create Interface → Overset Mesh创建重叠网格区域

图片

  • 选中节点Intefaces > Overset Mesh 1 > Physics Conditions > Interpolation Option,设置OptionDistance weighted

图片

  • 右键选择模型树节点Interfaces,点击弹出菜单项Initialize进行初始化

图片

  • 网格如下图所示

图片

2.5 选择物理模型

  • 鼠标右键选择模型树节点Physics 1,点击弹出菜单项Delete删除该节点

图片

  • 修改节点Continua > Physics 1 2D的名称为Airfoil
  • 鼠标右键选择节点Airfoil,点击弹出菜单项**Select Models…**打开模型选择对话框

图片

  • 选择以下物理模型
    • Two Dimensional
    • Steady
    • Gas
    • Coupled Flow
    • Ideal Gas
    • Turbulent
    • Spalart-Allmaras Turbulence

选择完毕的模型对话框如下图所示。

图片

2.6 设置初始化条件

  • 双击模型树节点Fluid > Boundaries > freestream > Physics Values,如下图所示设置边界条件

图片

2.7 设置材料参数

  • 双击模型树节点Models > Gas > Air > Material Properties,如下图所示设置材料参数

图片

2.8 设置边界条件

  • 鼠标双击模型树节点Regions > Background 2D > Boundaries > Outside > Physics Values,如下图所示设置边界条件

图片

2.9 物理量监测

  • 右键选择模型树节点Report,点击菜单项New Report > Flow / Energy > Force Coefficient创建 Drag Coefficient

图片

  • 如下图所示指定阻力系数相关参数

图片

  • 相同的方式创建升力系数

图片

  • 创建阻力系数与升力系数的监控及报告

图片

2.10 进行计算

  • 选择菜单Solution → Run进行计算

图片

3 计算结果

  • 阻力系数随迭代变化

图片

  • 升力系数随迭代变化

图片

  • 马赫数分布

图片

  • 压力分布

图片

4 修改攻角计算

  • 右键选择模型树节点Overset 2D,点击弹出菜单项Transform → Rotate… 打开区域旋转对话框

图片

  • 如下图所示设置旋转角度为 -10 deg

图片

  • 重新开始计算

图片

  • 阻力系数

图片

  • 升力系数

图片

  • 压力分布

图片

  • 马赫数分布

图片

来源:CFD之道

Star-CCM+航天网格处理几何处理
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:2021-11-29
最近编辑:2年前
CFD之道
博士 | 教师 探讨CFD职场生活,闲谈CFD里外
获赞 2566粉丝 11296文章 734课程 27
点赞
收藏
作者推荐
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