《俯仰翼型的非定常模拟》由会员分享，可在线阅读，更多相关《俯仰翼型的非定常模拟（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一部分：定常模拟此算例包含以下方面：针对此相关问题建立模型读入一个多域的DTF网格，从而建立一个CFD-FASTRAN模型设置流体参数例如分子量等 为定常模拟设置流场的初始值 为非定常模拟设置流场的初始值 设置合适的边界条件基于嵌套网格建立一个 Chimera 问题利用六自由度模块建立动网格模拟设置解的迭代选择一个合适的时间积分格式并设置CFL数此算例针对某一翼型在自由流中以正弦曲线方式振动问题建模 此算例中采用两种网格系统，即翼型网格和背景网格 针对固定背景网格中的翼型网格建立特定的运动模型 运动的翼型网格和固定的背景网格通过嵌套技术实现信息传递 求解将分为两部分首先计算翼型网格固定不动情
2、况下的流场 其次将此流场作为初场计算翼型网格运动的情况Fig 1: Overview grid for a 2D airfoil configuration启动CFD-FASTRAN的图形用户界面：选择文件-打开，打开 pitch.DTF 文件，点击确认出现下图。点击“OK”，计算模型的轮廓出现在可视化图形窗口中。mFig 2: Model as shown in CFDFASTRAN-GUI选中控制面板的问题类型栏（PT,如图示）：由于我们求解问题使用到Chimera技术，所以在PT栏下除了默认第一项被选中外，还应该 选中 Overset Meshes（Chimera）。选中控制面板的模型选
3、项栏（M0）,在这里可以设置全局和流动参数。在Title栏输入：Pitching Airfoil并且选择非轴对称选择Flow分栏设置流动参数：其中，选择理想气体模型并选择湍流模型（求解N-S方程），理想气体特性参数保持默 认（分子量和气体常数Gamma），粘性系数计算选择Sutherland公式，普朗特数保持默认不 变，选择带壁面修正的 K-Epsilon 湍流模式。（具体设置如下）选择控制面板的 VC 栏设置体条件：在左下方的窗口选中所有的体，并在控制面板（Properties）将其设置为：Fluid将VC setting mode的第一个下拉菜单设置成Chimera，然后在左下角的窗口中选
4、中zonel. Chimera下两个下拉菜单分别设置成：yes和manual specification，这时出现select donor zones，保持两个层参数（过渡层和边缘层）为1,默认不变。点击select donor zones，在左 侧出现的zone2和zone3中，选中zone3后点击OK （图示）。同理设置zone2和zone3，见下图:zone1 和 zone2 为翼型网格，和背景网格 zone3 嵌套。选择控制面板的BC栏设置边界条件：PT |MO VCMid!iBicl5C|Out | RunBC Getting Modei General在监视器窗口（左下方）中按住
5、CTRL 选中 zone1 的 patch#2，zone2 的 patch#1一一Boundary NameKTypetanked I GeneralAdicbatzPatch = 2Irter匚巴IrterreAdiabat z将其边界类型设置为Overset,之后点击应用。在监视器窗口（左下方）中按住 CTRL 选中 zone3 的 patch#1 以及 patch#2， 3， 4。将其边界类型设置为Inflow-Outflow,具体参数设置见下图选中控制面板的IC栏设置初始条件：在第一个下拉菜单选择“Volume by Volume”，第二个下拉菜单选择“Constant”，这里表示 的
6、意思是初始流场远场为常数，而不是一个给定的流场文件。具体参数设置见下图：FT | MO I VC | BC IC | 5C | Cut| Run |TC Modei Fcr A .CoratlDn Fran 1 Cons-WntI设置完毕后点击应用（Apply）。设置下一项，选中控制面板的SC设置解的条件:PT 1MO | VC | BC |lie5C 1 Out |Run |这里可以设置求解的时间和空间格式以及一些输出属性等。控制栏（control）具体设置如下：（其中包含迭代步数以及迭代过程中CFL数的变化）空间格式栏(spatial)中选择高阶的Roe的FDS通量差分格式，并选择Van-
7、Leer (L)限制 器，其余参数保持默认即可：PT | IO I hnpltaGKB-IMax4pfcfl4.6SE-D0EI.DOE+jXCkfl.ESE-DCEI.HE+jXCEcot1.6-002l.OE+JjljljrWMiXCEKffir时U亦莊EBEhHE+flijrhpjLEK03EhHE+flij曰叭IHiEHirdLt+CLA-I-Outi-!：!：-：!：!h1C0M)我们希望残差可以下降三到五个量级，具体要求用户可以自己制定 计算结果可以用CFD-VIEW打开：流场最大马赫数为：0.416 最小马赫数为：0第一部分到此结束。第二部分：运动模拟定常模拟完成后新建立一个文件
8、夹并且命名为Moving，将定常模拟完成后的pitch.DTF文 件拷贝到此文件夹，以此作为运动模拟的初始条件。打开moving文件夹中的pitch.DTF，图形显示等都和第一部分一样，接下来我们设置控制面 板中的PT （problem type）选项选中 PT 选项下的 Moving-Body Models （Moving）选项。点击控制面板的MO选项，选中Moving分栏并点击Define Motion Models弹出如下对话框, 其余分栏保持默认。这里有两种模式可供选择，六自由度（6-DOF）模块通过计算作用于物体上的诸如气动力， 推力，重力等力和力矩来计算物体的运动姿态。而指定PRE
9、SCRIBED）模块则给定物体的运 动速度和方向，以此来约束物体的运动。 此算例中翼型将根据给定的角动（转动）运动。在运动模块设置(Motion Models Setup)模块中点击添加运动模块(Add Motion Model )并 在右侧选择Prescribed，之后点击Edit Model弹出如下对话框：起始时间：0 终止时间：5Zrot： -4 并且在 Specify Motion 下选择 Angular Motion (如上图所示)Specify Angular Motion 下的 Motion Type 选择：Displacement(deg)并选择 Sine/CosinePoly
10、nomial 之后点击编辑弹出如下对话框：Z 方向的 Al 参数设置为：-4.32, Omegal (deg/s)： 5.072E-003,见上图。设置完成后点击OK关闭所有设置框，之后选择控制面板的VC选项设置体条件。在VC Setting Mode下拉菜单中选择Moving之后选择Zone1 2对它的运动设置约束条件，设 置为 Model l同理设置zone3,设置为固定不动。PT | MO VC | BC | IC 1 SC 1 Out 1 Run |I! K Setting Mode1J MovingMoving Zonefe）时创？ RiQid-Body Motons?1-J NoIC setting model 选 中For All Volumes之后将Flow栏中的下拉菜单设置为previous solution从而将定常计算的结 果作为运动的初始条件。PT MD I VC | EC 1C 丨 H | Out | Rur |C Setting Mode-JFor All Volumesiniliel Condition From 1 Prevcus Solution设置求解参数（SC）。PT | MO 1 VC | BC 1 IC SC Out Run PT MO |
