naca0023三维机翼水动力性能数值分析

《naca0023三维机翼水动力性能数值分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、ＮＡＣＡ００２３三维机翼水动力性能数值分析姓名：孙波学号：2012011516班级：20120115一、问题的描述本节将模拟一剖面翼型为ＮＡＣＡ００２３的三维机翼在无限宽广水域中的流动情况，改变攻角本节涉及以下内容：1、三维非结构化网格的划分；2、三维稳态计算的设置方法；3、动画设置；4、后处理：压力云图、速度矢量图、速度等值线；５、观察机翼表面的流动以及尾流形状，分析其压力分布，计算其阻力和升力。二、湍流模型湍流出现在速度变动的地方。这种波动使得流体介质之间相互交换动量、能量和浓度变化，而且引起了数量的波动。由于这种波动是小尺度且是高频率的，所以在实际工程

2、计算中直接模拟的话对计算机的要求会很高。实际上瞬时控制方程可能在时间上、空间上是均匀的，或者可以人为的改变尺度，这样修改后的方程耗费较少的计算机。但是，修改后的方程可能包含有我们所不知的变量，湍流模型需要用已知变量来确定这些变量。标准k-e模型最简单的完整湍流模型是两个方程的模型，要解两个变量，速度和长度尺度。在FLUENT中，标准k-e模型自从被LaunderandSpalding提出之后，就变成工程流场计算中主要的工具了。适用范围广、经济、合理的精度，这就是为什么它在工业流场和热交换模拟中有如此广泛的应用了。它是个半经验的公式，是从实验现象中总结出来的。

3、由于人们已经知道了k-e模型适用的范围，因此人们对它加以改造，出现了RNGk-e模型和带旋流修正k-e模型设定边界条件和初始条件求解模型。三、Gambit建模１、翼型数据：翼型剖面：NACA0023弦长：550mm展弦比：2展长：550mm具体坐标数据点如图1所示XY006.8750,19.964913.7500,19.964919.2500,32.07827.537.472341.2500,44.27455.0000,49.3642110.0000,60.4833165.0000,63.2682220.0000,61.1734275.0000,55.807

4、8330.0000,48.1055385.0000,38.6237440.0000,27.652495.0000,15.2614550.0000,1.3283２、翼型的建模过程采用FLUENT的前处理器GAMBIT进行此三维机翼以及其计算域的建模和网格划分，其具体过程如下：按照翼型数据进行建模，以mm为单位进行建模，翼型数据点由NACA翼型生成得到，然后做镜像处理。如下：侧视图俯视图然后将翼型三维建模，再在翼型周围建立计算域，侧视图入口为两倍弦长，出口为7倍弦长，上下为2倍弦长。俯视图左右为2倍弦长。３、网格划分进行波尔运算后，将建好的模型进行网格划分。如图

5、4图4网格四、Fluent求解１基本求解器的定义选择Ｐｒｅｓｓ　Ｂａｓｅｄ２设置标准湍流模型选择湍流模型３、设置流体的物理属性选择液态水ｗａｔｅｒ－ｌｉｑｕｉｄ［ｈ２ｏ＜ｌ＞］４、边界条件以及求解为了便于改变攻角，攻角改变在FLUENT计算中通过改变来流速度来实现，所以控制域前端、侧面均设置为速度入口VELOCITYINLET。尾端设置为压力出口pressure-outlet。三维机翼表面设置为壁面FLY。具体边界条件设置及其他计算设置如下图5（此时攻角为0）设置入口速度为2m/s；并改变湍流模式为intensityandViscosityRatio,出口处

6、湍流模式也改成相同的。入口　　　　　　　　　　　　　　　　　　　出口５、设置参差６、迭代求解将FLUENT中计算前的设置都设置好后，进行100次迭代计，并进行参差监控．五、对结果的后处理1、力、力矩。升力系数阻力系数计算公式升力Ｌ=-１.０２４Ｎ阻力Ｄ=３７.２７８Ｎ从而求得在０攻角，速度为２ｍ／ｓ时ＮＡＣＡ００２３的展弦比为２，在水中的升力系数阻力系数：ＣＬ=０.０００８５;ＣＤ=０.０３０８７2、流场压力分布云图机翼表面压力云图3、速度矢量图以及速度云图速度云图速度矢量图１.全流域２．近机翼表面３.翼面六、结论用ＣＦＤ仿真求解能方便快捷的求解出机翼的各个

7、参数特性，应用前景非常广泛。