本次计算利用ANSYS FLUENT中的6DOF模型器对机翼上的外挂物分离后的运动进行建模仿真。案例内容包括:
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使用UDF宏DEFINE_SDOF_PROPERTIES定义质量矩阵及外部力/力矩
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使用动网格模型
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建立无粘、可压及超声速流动(Ma=1.2)模型
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设置边界条件
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使用密度基隐式求解器获取二阶计算结果
1 问题描述
本案例演示挂载从机翼上投放后的运动行为以及流场分布。
2 Fluent设置
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以3D、Double Precision模式启动Fluent
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读取网格文件delta.msh.gz
2.1 General设置
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选择使用Density-Based
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激活Gravity,设置重力加速度为Z方向9.807 m/s2
注:这里先计算稳态,目的是确保计算稳定性。
2.2 Models设置
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选择使用Inviscid无粘模型
2.3 Materials设置
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指定空气的Density为ideal-gas
2.4 边界条件设置
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指定farfield的Mach Number为1.2
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指定流动方向为X轴-1
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指定温度为216.65 k
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指定出口边界outflow回流温度为216.65 k
2.5 操作条件设置
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指定参考压力为20646 Pa
注:20646 Pa指的是11600 m高度处的压力。
2.6 初始化计算
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初始化计算
2.7 迭代计算
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指定迭代次数1000
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激活选项Solution Steering,指定Flow Type为supersonic,如下图所示
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可以如下图所示修改求解控制参数
计算求解。
2.8 稳态计算结果
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马赫数分布
2.9 编译并加载UDF
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编译UDF并加载
案例UDF比较简单,主要定义了挂载的质量及外力信息。
#include "udf.h"
DEFINE_SDOF_PROPERTIES(delta_missile, prop, dt, time, dtime)
{
prop[SDOF_MASS] = 907.185;
prop[SDOF_IXX] = 27.116;
prop[SDOF_IYY] = 488.094;
prop[SDOF_IZZ] = 488.094;
/* add injector forces, moments */
{
register real dfront = fabs (DT_CG (dt)[2] - (0.179832*DT_THETA (dt)[1]));
register real dback = fabs (DT_CG (dt)[2] + (0.329184*DT_THETA (dt)[1]));
if (dfront <= 0.100584)
{
prop[SDOF_LOAD_F_Z] = 10676.0;
prop[SDOF_LOAD_M_Y] = -1920.0;
}
if (dback <= 0.100584)
{
prop[SDOF_LOAD_F_Z] += 42703.0;
prop[SDOF_LOAD_M_Y] += 14057.0;
}
}
printf ("ndelta_missile: updated 6DOF properties");
}
2.10 激活瞬态计算
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指定Transient计算
2.11 动网格设置
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激活Dynamic Mesh,如下图所示,选择选项Smoothing及Remshing,激活选项Six DOF
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如下图所示指定Remshing参数
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指定区域store的运动方式
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指定store的网格控制
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指定区域boattail的运动,注意选择选项Passive
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打开six DOF参数设置对话框,激活选项Write Motion History
2.12 自动保存
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设置自动保存
2.13 动画录制
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设置动画录制
2.14 迭代计算
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指定时间步长0.005 s,时间步数160,迭代计算
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3 计算结果
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动画结果
3.1 压力系数查看
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启动CFD-Post,读入瞬态文件
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打开Timestep选择器,选择当前时刻为0
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创建Plane
注:该平面为zx平面逆时针旋转5°
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创建polyline
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创建Iso Clip
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创建表达式XoverL
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创建表达式Pcoeff为
Pressure/0.5/areaAve(Density)@farfield/areaAve(Velocity)@farfield^2
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创建变量dimensionless x
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创建变量Cp
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绘制压力系数分布曲线
相关文件:
链接:https://pan.baidu.com/s/1OnSd8IENjHOjRbkB-pkxOQ
提取码:moxg
操作视频查看:
本篇文章来源于微信公众号: CFD之道
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