基于Fluent的整機(jī)氣動分析與研究
發(fā)布時間:2021-08-01 16:15
隨著計算流體力學(xué)理論的發(fā)展,在飛機(jī)設(shè)計領(lǐng)域急需CFD為其提供準(zhǔn)確、有效的氣動數(shù)據(jù)。雖然商用CFD軟件已將研究人員從編程中解放出來,但是商用軟件中有許多參數(shù)需要選取,目前還沒有固定的參數(shù)選擇方法,僅依賴使用者的經(jīng)驗。本文從整機(jī)CFD計算時的參數(shù)及方法的選擇出發(fā),對邊界條件、湍流方程、湍流方程閉合常數(shù)、壓力修正方法等幾個方面的參數(shù)選取方法進(jìn)行研究并對參數(shù)選取方法進(jìn)行驗證。論文的主要內(nèi)容概括如下:首先,簡單介紹了流體力學(xué)的基本理論及其發(fā)展過程針對Fluent在整機(jī)CFD計算時所要設(shè)置的邊界條件進(jìn)行研究,根據(jù)風(fēng)洞實驗的邊界情況來選取整機(jī)CFD計算時的邊界條件,并應(yīng)用DBM01模型(低速風(fēng)洞標(biāo)準(zhǔn)模型)對工程中常用的RANS湍流模型進(jìn)行分析,確定了整機(jī)CFD計算時的湍流模型。其次,采用正交試驗的方法獲得了SA湍流方程中對整機(jī)CFD計算結(jié)果影響最顯著的兩個閉合常數(shù),并建立閉合常數(shù)與迎角之間的拉格朗日插值函數(shù),應(yīng)用該插值函數(shù)確定的閉合常數(shù)提高了計算精度。然后,研究了整機(jī)CFD計算時的壓力修正方法,并確定在整機(jī)CFD計算時采用的壓力修正方法。并對Coupled方法中的常數(shù)進(jìn)行均勻試驗,給出一般情況下整機(jī)...
【文章來源】:沈陽航空航天大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】:86 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
空間位置固定的無窮小微元模型
表示可以不通過任何傳力介質(zhì),能夠直接作用在流體微元上的力,如日常生活中常見的重力,重力可以不通過接觸而傳遞力。2. 表面力,通過將力作用在微元的表面起作用。處于流體介質(zhì)中的微元承受周圍流體介質(zhì)對其的壓力,同時微元承受由于流體內(nèi)部的運動而產(chǎn)生的剪切力。在流體力學(xué)中,通常將非接觸傳遞的力記做 f ,則流場中在x方向體積力分量如式(2.6)所示 x f dxdydz(2.6)其中 表示流體介質(zhì)的密度,xf 為 f 在x方向的分量,dxdydz為流體微元的體積。通常流體微元的切應(yīng)力和正應(yīng)力與流體微元變形的時間變化率相關(guān)聯(lián)。在圖 2.2 中給出了 xy平面上的切應(yīng)力與正應(yīng)力隨時間的變化情況。圖 2.2a 中的xy 項表示流體微元產(chǎn)生剪切變形時所受的剪切力;圖 2.2b 中的xx 項表示流體微元產(chǎn)生形變時所受的正應(yīng)力。在大多數(shù)粘性流體中,由于正應(yīng)力要比剪切應(yīng)力小得多,很多情況下可以忽略不計。
于面 efgh與面 abcd 的距離為 dy ,所以在面 efgh在 x 方向的 ] dy dxdz。由于流體的粘性作用,在面adhe上產(chǎn)生一個向左的力上,壓力 p p x dx dydz 指向流體微元內(nèi)部(沿x軸負(fù)向)。體微元,在x方向總的表面力為[27]:xxxx xxyxzxyx yx zx zxpp p dx dydz dx dydzx xdy dxdz dz dxdyy z 和式(2.7)相加并消去相同的項,得到x方向力xF 為: yxxx zxx xpF dxdydz f dxdydzx x y z 方程(2.5)的右邊,隨流體一起運動的流體微元的質(zhì)量是固定不變m dxdydz
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]SA和SST湍流模型對高超聲速邊界層強(qiáng)制轉(zhuǎn)捩的適應(yīng)性[J]. 涂國華,燕振國,趙曉慧,馬燕凱,毛枚良. 航空學(xué)報. 2015(05)
[2]SA一方程湍流模型參數(shù)影響分析與辨識[J]. 錢煒祺,周宇,陳江濤. 航空工程進(jìn)展. 2015(01)
[3]基于Fluent的飛行器氣動參數(shù)計算方法[J]. 李楠,倪原,李聚峰,牛佳慧,田華. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2014(16)
[4]高超聲速磁流體數(shù)值模擬研究[J]. 卜少科,薛雅心. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2014(05)
[5]計算跨音速流動的SIMPLE算法和CLEAR算法研究[J]. 王金萍,張劍飛,屈治國,陶文銓. 中國科技論文. 2013(08)
[6]改進(jìn)SA模型對翼型分離流動的數(shù)值模擬[J]. 周大高,柳陽威,文曉慶,陸利蓬. 北京航空航天大學(xué)學(xué)報. 2012(10)
[7]確定SIMPLE算法中壓力松弛因子的自適應(yīng)方法[J]. 馬淼,李春光,景何仿. 甘肅科學(xué)學(xué)報. 2011(04)
[8]k-ω SST兩方程湍流模型中參數(shù)影響的初步分析[J]. 周宇,錢煒祺,鄧有奇,馬明生. 空氣動力學(xué)學(xué)報. 2010(02)
[9]基于SIMPLER與PISO的流場改進(jìn)算法[J]. 徐濤,葛長江,鄒鵬,徐天爽,左文杰. 吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2009(03)
[10]SI MPLE算法的一個新的改進(jìn)方案[J]. 郭航,馬重芳,陶文銓,張東升,焦安軍,吳江濤. 西安交通大學(xué)學(xué)報. 2002(01)
碩士論文
[1]基于OpenSceneGraph的大地形可視化方法研究[D]. 趙敬紅.中南大學(xué) 2009
[2]非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成技術(shù)及在SIMPLE算法中的應(yīng)用研究[D]. 王永.天津大學(xué) 2005
本文編號:3315839
【文章來源】:沈陽航空航天大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】:86 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
空間位置固定的無窮小微元模型
表示可以不通過任何傳力介質(zhì),能夠直接作用在流體微元上的力,如日常生活中常見的重力,重力可以不通過接觸而傳遞力。2. 表面力,通過將力作用在微元的表面起作用。處于流體介質(zhì)中的微元承受周圍流體介質(zhì)對其的壓力,同時微元承受由于流體內(nèi)部的運動而產(chǎn)生的剪切力。在流體力學(xué)中,通常將非接觸傳遞的力記做 f ,則流場中在x方向體積力分量如式(2.6)所示 x f dxdydz(2.6)其中 表示流體介質(zhì)的密度,xf 為 f 在x方向的分量,dxdydz為流體微元的體積。通常流體微元的切應(yīng)力和正應(yīng)力與流體微元變形的時間變化率相關(guān)聯(lián)。在圖 2.2 中給出了 xy平面上的切應(yīng)力與正應(yīng)力隨時間的變化情況。圖 2.2a 中的xy 項表示流體微元產(chǎn)生剪切變形時所受的剪切力;圖 2.2b 中的xx 項表示流體微元產(chǎn)生形變時所受的正應(yīng)力。在大多數(shù)粘性流體中,由于正應(yīng)力要比剪切應(yīng)力小得多,很多情況下可以忽略不計。
于面 efgh與面 abcd 的距離為 dy ,所以在面 efgh在 x 方向的 ] dy dxdz。由于流體的粘性作用,在面adhe上產(chǎn)生一個向左的力上,壓力 p p x dx dydz 指向流體微元內(nèi)部(沿x軸負(fù)向)。體微元,在x方向總的表面力為[27]:xxxx xxyxzxyx yx zx zxpp p dx dydz dx dydzx xdy dxdz dz dxdyy z 和式(2.7)相加并消去相同的項,得到x方向力xF 為: yxxx zxx xpF dxdydz f dxdydzx x y z 方程(2.5)的右邊,隨流體一起運動的流體微元的質(zhì)量是固定不變m dxdydz
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]SA和SST湍流模型對高超聲速邊界層強(qiáng)制轉(zhuǎn)捩的適應(yīng)性[J]. 涂國華,燕振國,趙曉慧,馬燕凱,毛枚良. 航空學(xué)報. 2015(05)
[2]SA一方程湍流模型參數(shù)影響分析與辨識[J]. 錢煒祺,周宇,陳江濤. 航空工程進(jìn)展. 2015(01)
[3]基于Fluent的飛行器氣動參數(shù)計算方法[J]. 李楠,倪原,李聚峰,牛佳慧,田華. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2014(16)
[4]高超聲速磁流體數(shù)值模擬研究[J]. 卜少科,薛雅心. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2014(05)
[5]計算跨音速流動的SIMPLE算法和CLEAR算法研究[J]. 王金萍,張劍飛,屈治國,陶文銓. 中國科技論文. 2013(08)
[6]改進(jìn)SA模型對翼型分離流動的數(shù)值模擬[J]. 周大高,柳陽威,文曉慶,陸利蓬. 北京航空航天大學(xué)學(xué)報. 2012(10)
[7]確定SIMPLE算法中壓力松弛因子的自適應(yīng)方法[J]. 馬淼,李春光,景何仿. 甘肅科學(xué)學(xué)報. 2011(04)
[8]k-ω SST兩方程湍流模型中參數(shù)影響的初步分析[J]. 周宇,錢煒祺,鄧有奇,馬明生. 空氣動力學(xué)學(xué)報. 2010(02)
[9]基于SIMPLER與PISO的流場改進(jìn)算法[J]. 徐濤,葛長江,鄒鵬,徐天爽,左文杰. 吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2009(03)
[10]SI MPLE算法的一個新的改進(jìn)方案[J]. 郭航,馬重芳,陶文銓,張東升,焦安軍,吳江濤. 西安交通大學(xué)學(xué)報. 2002(01)
碩士論文
[1]基于OpenSceneGraph的大地形可視化方法研究[D]. 趙敬紅.中南大學(xué) 2009
[2]非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成技術(shù)及在SIMPLE算法中的應(yīng)用研究[D]. 王永.天津大學(xué) 2005
本文編號:3315839
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