基于Fluent的整機氣動分析與研究
發(fā)布時間：2021-08-01 16:15
隨著計算流體力學理論的發(fā)展,在飛機設計領域急需CFD為其提供準確、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,僅依賴使用者的經驗。本文從整機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)選取方法進行研究并對參數(shù)選取方法進行驗證。論文的主要內容概括如下:首先,簡單介紹了流體力學的基本理論及其發(fā)展過程針對Fluent在整機CFD計算時所要設置的邊界條件進行研究,根據(jù)風洞實驗的邊界情況來選取整機CFD計算時的邊界條件,并應用DBM01模型（低速風洞標準模型）對工程中常用的RANS湍流模型進行分析,確定了整機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CFD計算結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CFD計算時的壓力修正方法,并確定在整機CFD計算時采用的壓力修正方法。并對Coupled方法中的常數(shù)進行均勻試驗,給出一般情況下整機...
【文章來源】：沈陽航空航天大學遼寧省
【文章頁數(shù)】：86 頁
【學位級別】：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，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。處于流體介質中的微元承受周圍流體介質對其的壓力，同時微元承受由于流體內部的運動而產生的剪切力。在流體力學中，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力和正應力與流體微元變形的時間變化率相關聯(lián)。在圖 2.2 中給出了 xy平面上的切應力與正應力隨時間的變化情況。圖 2.2a 中的xy 項表示流體微元產生剪切變形時所受的剪切力；圖 2.2b 中的xx 項表示流體微元產生形變時所受的正應力。在大多數(shù)粘性流體中，由于正應力要比剪切應力小得多，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上產生一個向左的力上，壓力 p p x dx dydz 指向流體微元內部(沿x軸負向)。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量是固定不變m dxdydz
【參考文獻】：
期刊論文
[1]SA和SST湍流模型對高超聲速邊界層強制轉捩的適應性[J]. 涂國華,燕振國,趙曉慧,馬燕凱,毛枚良. 航空學報. 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. 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. 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. 北京航空航天大學學報. 2012(10)
[7]確定SIMPLE算法中壓力松弛因子的自適應方法[J]. 馬淼,李春光,景何仿. 甘肅科學學報. 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. 空氣動力學學報. 2010(02)
[9]基于SIMPLER與PISO的流場改進算法[J]. 徐濤,葛長江,鄒鵬,徐天爽,左文杰. 吉林大學學報(工學版). 2009(03)
[10]SI MPLE算法的一個新的改進方案[J]. 郭航,馬重芳,陶文銓,張東升,焦安軍,吳江濤. 西安交通大學學報. 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 2009
[2]非結構化網格生成技術及在SIMPLE算法中的應用研究[D]. 王永.天津大學 2005
本文編號：3315839
【文章來源】：沈陽航空航天大學遼寧省
【文章頁數(shù)】：86 頁
【學位級別】：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，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。處于流體介質中的微元承受周圍流體介質對其的壓力，同時微元承受由于流體內部的運動而產生的剪切力。在流體力學中，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力和正應力與流體微元變形的時間變化率相關聯(lián)。在圖 2.2 中給出了 xy平面上的切應力與正應力隨時間的變化情況。圖 2.2a 中的xy 項表示流體微元產生剪切變形時所受的剪切力；圖 2.2b 中的xx 項表示流體微元產生形變時所受的正應力。在大多數(shù)粘性流體中，由于正應力要比剪切應力小得多，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上產生一個向左的力上，壓力 p p x dx dydz 指向流體微元內部(沿x軸負向)。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量是固定不變m dxdydz
【參考文獻】：
期刊論文
[1]SA和SST湍流模型對高超聲速邊界層強制轉捩的適應性[J]. 涂國華,燕振國,趙曉慧,馬燕凱,毛枚良. 航空學報. 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. 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. 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. 北京航空航天大學學報. 2012(10)
[7]確定SIMPLE算法中壓力松弛因子的自適應方法[J]. 馬淼,李春光,景何仿. 甘肅科學學報. 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. 空氣動力學學報. 2010(02)
[9]基于SIMPLER與PISO的流場改進算法[J]. 徐濤,葛長江,鄒鵬,徐天爽,左文杰. 吉林大學學報(工學版). 2009(03)
[10]SI MPLE算法的一個新的改進方案[J]. 郭航,馬重芳,陶文銓,張東升,焦安軍,吳江濤. 西安交通大學學報. 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 2009
[2]非結構化網格生成技術及在SIMPLE算法中的應用研究[D]. 王永.天津大學 2005
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