北航航空工程大型通用软件应用大作业

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1、航空工程大型通用软件应用大作业航空科学与工程学院《航空工程大型通用软件应用》大作业机翼结构设计与分析组号第3组小组成员11051090赵雅甜11051093廉佳11051100王守财11051108刘哲11051135张雄健11051136姜南2014年6月30航空工程大型通用软件应用大作业目录一CATIA部分1（一）作业要求1（二）作业报告11、三维模型图12、工程图2二FLUENT部分3（一）作业要求3（二）作业报告31、计算方法和流程32、网格分布图43、气动力系数54、翼型表面压力曲线75、翼型周围压力云图76、翼型周围x方向速度云图87、翼型周围y方向速度云图88

2、、翼型周围x方向速度矢量图99、翼型周围y方向速度矢量图1010、流线图10三ANSYS部分11（一）作业要求11（二）作业报告111、机翼按第一强度理论计算的应力云图112、机翼按第二强度理论计算的应力云图123、机翼按第三强度理论计算的应力云图134、机翼按第四强度理论计算的应力云图135、机翼变形图146、由翼根到翼尖某一路径挠度变化规律1530航空工程大型通用软件应用大作业7、由翼根到翼尖某一路径应力分布规律158、机翼前5阶固有振动频率169、机翼第1阶振动模态1610、机翼第2阶振动模态1711、机翼第3阶振动模态1712、机翼第4阶振动模态1813、机翼第5阶

3、振动模态1814、命令流19四MATLAB部分27（一）作业要求27（二）作业报告271、计算方法272、翼型外形压力系数分布图293、计算结果294、计算程序2930航空工程大型通用软件应用大作业一CATIA部分（一）作业要求1、用每组的翼型数据，生成翼型曲线；2、参考所给的机翼图例，使用参数化设计，参数为：翼根弦长=450mm、翼中弦长=270mm、翼尖弦长=150mm、内翼展长=525mm、外翼展长=850mm、内翼后掠角=10度、外翼后掠角=10度3、翼尖不要求倒圆，在零件设计中生成实心体机翼（不是曲面）；4、在工程图环境中生成三视图，并标注尺寸；5、上述三维模型和

4、工程图分别截图插入word文档的Catia部分；最后提交作业时，part文件和word报告一起提交。6、生成的Catia实体机翼模型会在后续软件作业中使用。（二）作业报告1、三维模型图图1三维模型图130航空工程大型通用软件应用大作业图2三维模型图22、工程图图3工程图30航空工程大型通用软件应用大作业二FLUENT部分（一）作业要求1、从Catia软件中输出igs文件，导入到Gambit软件中；2、用与机翼对称面相距Z的平面撕裂机翼表面生成计算所需的翼型曲线，其中翼型站位：Z=40%b，b为內翼展长；3、采用分区的四边形Map网格或者应用尺寸函数的非结构网格生成计算网格；

5、4、计算条件：Ma=0.3，alpa=2deg，压力远场边界条件、SA湍流模型；5、计算结果提取内容：网格分布图、气动力系数、翼型表面压力曲线、翼型周围的压力云图和速度云图、翼型周围的速度矢量图和流线图。6、word报告：计算方法和流程、计算结果提取内容。（二）作业报告1、计算方法和流程（1）将igs文件导入至Gambit。（2）创建四个点（60,1500,0），（60，-1500,0），（1560,-1500,0），（1560,1500,0），并依次连接，生成右边的三条流场边界，左半边生成半圆边界。（3）将翼根平面沿z轴平移210mm的距离，用新生成的平面将原来机翼撕裂成

6、两个实体，并将切割生成的平面投影到2中得到的平面上。（4）进行布尔运算，生成最终的流场计算边界，并删除多余的元素。（5）将计算区域划分为六部分，由于翼型前缘斜率变化比较大，划分线网格时分成50个点，比率1.1，后缘30个点，比率1.05，然后划分map面网格。设置边界条件：进口与出口为压力远场条件，上下翼面均为壁面条件。（6）导出mesh文件，并导入fluent，经过check之后体积没有负数，选择压力基求解器。（7）按照要求，选择S-A模型进行计算，计算的流体选择空气air，入口与出口选择压力远场条件，边界条件给定马赫数为0.3，温度为默认的300k，速度向量为（0.99

7、94，0.0349）（2度迎角）。参考值选为入口条件，由于30航空工程大型通用软件应用大作业fluent二维模型默认的计算公式，其中的面积与长度均填为弦长0.408m，求解方法为coupled，其余保持默认值。（8）监控值为升力阻力系数，力矩系数（翼型前缘点不为原点，因此焦点位置为0.162m）。（9）迭代步数按照初始设定的200步计算，但是200步结束后并没有收敛，因此又进行了200步迭代，在又进行了大约70步处结果收敛。（10）生成需要的图像，并导出上下翼面的压力系数以供matlab计算。2、网格分布图图4网格