详细FLUENT实例讲座-翼型计算.doc
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1、。CAE联盟论坛精品讲座系列 详细FLUENT实例讲座-翼型计算主讲人:流沙 CAE联盟论坛总版主1.1 问题描述 翼型升阻力计算是CFD最常规的应用之一。本例计算的翼型为RAE2822,其几何参数可以查看翼型数据库。本例计算在来流速度0.75马赫,攻角3.19情况下,翼型的升阻系数及流场分布,并将计算结果与实验数据进行对比。模型示意图如图1所示。 1.png(12.13 K)2013/7/29 23:41:251.2 FLUENT前处理设置 Step 1:导入计算模型以3D,双精度方式启动FLUENT14.5。利用菜单【File】【Read】【Mesh】,在弹出的文件选择对话框中选择网格文件
2、rae2822_coarse.msh,点击OK按钮选择文件。如图2所示。点击FLUENT模型树按钮General,在右侧设置面板中点击按钮Display,在弹出的设置对话框中保持默认设置,点击Display按钮,显示网格。如图3所示。 2.png(11.51 K)2013/7/29 23:41:253.png(33.41 K)2013/7/29 23:41:253-2.png(52.04 K)2013/7/29 23:41:25Step 2:检查网格采用如图4所示步骤进行网格的检查与显示。点击FLUENT模型树节点General节点,在右侧面板中通过按钮Scale、Check及Report Q
3、uality实现网格检查。 4.png(12.10 K)2013/7/29 23:41:25点击按钮Check,在命令输出按钮出现如图5所示网格统计信息。从图中可以看出,网格尺寸分布:x轴:-48.9750my轴:00.01mz轴:-5050m符合尺寸要求,无需进行尺寸缩放。最小网格体积参数minimum volume为1.690412e-9,为大于0的值,符合计算要求。 5.png(27.22 K)2013/7/29 23:41:25Step 3:General设置点击模型树节点General,在右侧设置面板中Solver下设置求解器为Density-Based,如图6所示。小提示:对于高速
4、可压缩流场计算,常常使用密度基求解器。Step 4:Models设置使用SST k-w湍流模型,并且激活能量方程。1、激活SST k-w湍流模型如图6-7所示,点击模型树节点Models,在右侧面板中的models列表项中鼠标双击Viscous-laminar,弹出如图6-8所示粘性模型设置对话框,在model选项中选择k-omega(2 eqn),并在k-omega Model选项中选择选项SST,其它参数保持默认。小技巧:对于外流场模型,若壁面附近流场非常重要,则SST k-w模型是理想的选择。该湍流模型可以求解粘性子层,不过对网格要求较高,壁面附近需要非常细密的网格。2、激活能量方程在图
5、7所示面板中鼠标双击列表项Eneergy-Off,弹出能量方程设置面板,在面板中激活Energy Equation选项。 8.png(42.49 K)2013/7/29 23:41:25Step 5:Materials设置设置气体密度为理想气体类型。如图9所示,点击FLUENT模型树节点Materials,在右侧设置面板中选择材料air,点击按钮Create/Edit,弹出材料设置对话框。如图10所示。设置密度Density选项为ideal-gas,设置粘性Viscosity选项为sutherland,在弹出的相应面板中采取默认设置。点击Change/Create按钮完成材料属性的编辑。 小提
6、示:ideal-gas采用的是理想气体状态方程,能够反应压力与密度的关系,可以模拟流体的可压缩性。对于高速可压缩流动问题,通常其流体物性与温度关系较大,本例进行了简化,设置其比热及热传导率为定值。Step 6:Cell Zone Conditions设置在Cell Zone Conditions中设置参考压力为0。如图11所示,点击模型树节点Cell Zone Conditions,在右侧设置面板中点击按钮Operating Conditions,弹出如图12所示的设置对话框。在对话框中设置参数Operating Pressure为0。小技巧:设置操作压力为零意味着在边界条件中设置的压力均为绝
7、对压力。Step 7:Boundary Conditions设置设置入口边界inlet的边界类型为Pressure Far-Field。设置壁面边界airfoil的边界类型为Wall。设置对称边界symmetry的边界类型为Symmetry。1、设置入口边界inlet如图13所示,点击模型树节点Boundary Conditions,在右侧面板中Zone选项中选择列表项inlet,设置边界类型Type为pressure-far-field,点击Edit按钮在弹出的参数设置对话框中设置入口边界参数。如图14所示。在Momentum标签页中,设置表压Gauge Pressure为11111Pa,设
8、置马赫数Mach Number为0.75,设置速度向量为直角坐标方式Cartesian。设置方向向量为(0.99845,0,0.05565)。该向量为通过攻角3.19计算获得。Cos3.19=0.99845,sin3.19=0.05565。设置湍流指定方式Specification Method为Intensity and Viscosity Ratio,指定湍流强度Turbulent Intensity为1%,湍流粘度比Turbulent Viscosity Ratio为1。切换至Thermal标签页,设置温度Temperature为216.65K。如图15所示。2、设置airfoil边界及
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