Fluent动网格｜挂载分离

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作者优秀: 优秀教师/意见领袖/博士学历/特邀专家
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7月前浏览10550

本文摘要（由AI生成）：

本文介绍了使用ANSYS FLUENT中的6DOF模型器对机翼上的外挂物分离后的运动进行建模仿真的案例。案例内容包括使用UDF宏DEFINE_SDOF_PROPERTIES定义质量矩阵及外部力/力矩、使用动网格模型、建立无粘、可压及超声速流动(Ma=1.2)模型、设置边界条件、使用密度基隐式求解器获取二阶计算结果。案例UDF比较简单，主要定义了挂载的质量及外力信息。计算结果包括动画结果和压力系数分布曲线。

本次计算利用ANSYS FLUENT中的6DOF模型器对机翼上的外挂物分离后的运动进行建模仿真。案例内容包括：

使用UDF宏DEFINE_SDOF_PROPERTIES定义质量矩阵及外部力/力矩
使用动网格模型
建立无粘、可压及超声速流动（Ma=1.2）模型
设置边界条件
使用密度基隐式求解器获取二阶计算结果

1 问题描述

本案例演示挂载从机翼上投放后的运动行为以及流场分布。

2 Fluent设置

以3D、Double Precision模式启动Fluent
读取网格文件delta.msh.gz

2.1 General设置

选择使用Density-Based
激活Gravity，设置重力加速度为Z方向9.807 m/s2

注：这里先计算稳态，目的是确保计算稳定性。

2.2 Models设置

选择使用Inviscid无粘模型

2.3 Materials设置

指定空气的Density为ideal-gas

2.4 边界条件设置

指定farfield的Mach Number为1.2
指定流动方向为X轴-1

指定温度为216.65 k

指定出口边界outflow回流温度为216.65 k

2.5 操作条件设置

指定参考压力为20646 Pa

注：20646 Pa指的是11600 m高度处的压力。

2.6 初始化计算

初始化计算

2.7 迭代计算

指定迭代次数1000
激活选项Solution Steering，指定Flow Type为supersonic，如下图所示

可以如下图所示修改求解控制参数

计算求解。

2.8 稳态计算结果

马赫数分布

2.9 编译并加载UDF

编译UDF并加载

案例UDF比较简单，主要定义了挂载的质量及外力信息。

#include "udf.h"
 DEFINE_SDOF_PROPERTIES(delta_missile, prop, dt, time, dtime)
 {
    prop[SDOF_MASS] = 907.185;
    prop[SDOF_IXX] = 27.116;
    prop[SDOF_IYY] = 488.094;
    prop[SDOF_IZZ] = 488.094;
 
    /* add injector forces, moments */
    {
      register real dfront = fabs (DT_CG (dt)[2] - (0.179832*DT_THETA (dt)[1]));
      register real dback = fabs (DT_CG (dt)[2] + (0.329184*DT_THETA (dt)[1]));
 
      if (dfront <= 0.100584)
        {
          prop[SDOF_LOAD_F_Z] = 10676.0;
          prop[SDOF_LOAD_M_Y] = -1920.0;
        }
 
      if (dback <= 0.100584)
        {
          prop[SDOF_LOAD_F_Z] += 42703.0;
          prop[SDOF_LOAD_M_Y] += 14057.0;
        }
    }
    printf ("\ndelta_missile: updated 6DOF properties");
 }