IV. Szárny körüli nagy sebességű áramlás számítása

Egy NACA 2510 szárnyszelvény körüli áramképet, továbbá a szárnyra ható felhajtóerőt és ellenálláserőt szeretnénk meghatározni 0.8 Mach-számú belépő áramlás esetében, több különböző állásszögre, paraméteres futtatássorozat alkalmazásával. A nagy sebességű áramlás megfelelő pontosságú számítása érdekében ideális gáz anyagmodellt és sűrűség alapú megoldót alkalmazunk.

A megoldáshoz a #IV.1.ábrán látható "C" struktúrájú hálót használunk fel.

 

C_halo_szarny_gridtavoliC_halo_szarny_gridkozeli

#IV.1.ábra Numerikus háló („C” truktúrájú)

Kész háló letöltése

·         Készítse el a szimulációs projekt sémáját:

o    Húzzon be egy FLUENT komponenst a Component System eszköztárból,

o    Ugyaninnen húzzon be egy Results komponenst,

o    Kösse rá a Solution adatait a Results ikonra.

·         Töltse le a kész hálót a fenti  linkről és rendelje hozzá a projekthez:  Setup/Import Case/Brows…

·         Indítsa el a FLUENT-et a Setup komponens segítségével!

·         Válassza ki a sűrűség alapú megoldót! General/Solver: Density Based

·         Válassza ki a Spalart-Allmaras turbulencia modellt! Models/Viscour/Edit/Model: Spalart-Allmaras

·         Kapcsolja be az ideális gáz modellt! Materials/air/Create-Edit/Density: ideal-gas

·         Állítsa be a távolitérre vonatkozó peremfeltételeket! Boundary Conditions/be/Edit

o    Mach Number = 0.8

o    Y-Component of Flow Direction: 0

·         Válasszon másodrendű szélfelőli súlyozást a turbulencia modell esetében is: Solution Methods/Modified Turbulent Viscosity: Second Order Upwind

·         Inicializálja a megoldást a távoltási jellemzők alapján! Solution Initialization:

o    Compute From: be

o    Initialize

·         Futtassa a számítást! Run Calculation:

o    Number of Iterations = 500

o    Calculate

Kiértékelés, paraméteres futtatások

·         Jelenítse meg a Mach-szám megoszlását FLUENT-ben az alábbi ábrán látható módon!

image007

#IV.2.ábra A Mach-szám eloszlása a szárny körül

·         Határozza meg a (z irányban 1 m hosszúságúnak feltételezett) szárnyra ható erő x és y komponenseit és publikálja ezeket output paraméterként!  Reports/Forces:

o    Direction Vector: X=1, Y=0,

o    Print

o    Save Output Parameter, Name: fx

o    Direction Vector: X=0, Y=1,

o    Print

o    Save Output Parameter, Name: fy

o    Close

·         Engedélyeze a szöveges menüben az input paramétereket!

o    define/parameters/enable-in-TUI: y

o    (Ugyanez elérhető röviden, a szöveges menü legfelső szintjén a következő sor beírásával: de pa eiT y )

·         Publikálja input paraméterként az irányvektor y komponensét a szöveges menü parancsai segítségével (a vesszők Enter-eket helyettesítenek):  

o    de bc pff ,,,,,,,,,,,,, y tgalfa 0 ,,,,

·         Kapcsolja be az automatikus inicializálást!

o    Calculation Activiies/Automatically Initialize Solution and Modify Case: bekapcsolni

o    Edit/Case Modification/Original Settings/Number of Iterations = 500

o    A "Would you like to add commands…" kérdésre adjon NO választ!

·         Zárja le a FLUENT ablakát!

·         Workbench-ben készítsen számítássorozatot több állásszög esetére. A távoltári áramlás irányvektorának y komponense (tgalfa paraméter) a szárny állásszögének iránytangense.

·         A szimuláció sorozat által szolgáltatott Fx és Fy adatok segítségével határozza meg a felhajtóerő és az ellenálláserő értékeit és ábrázolja ezeket az alfa állásszög függvényében!

 

image008

#VI.3.ábra Egységnyi szélességű szárnyra ható felhajtóerő és ellenálláserő az állásszög függvényében