1绘制翼型曲线

在现有翼型资料中，NACA翼型系列的资料比较丰富，飞行器上采用这一系列的翼型也比较多。本算例中采用NACA2414翼型，最大相对弯度为2％，最大弯度位于翼弦前缘的40％处，相对厚度为14％。使用PROFILI软件绘制的NACA2414翼型如图1所示，计算域如图2所示。

   图1 翼型示意图
 

   图2 计算域示意图
 

2划分网格

使用ANSYS Meshing进行网格划分时，可以使用默认的设置，但要进行高质量的网格划分，还需要对网格的详细参数进行设置，可以通过细化网格来捕捉所关心部位的梯度。对模型进行初步的网格划分，结果如图3所示，使用膨胀控制来处理边界层处的网格，实现从膨胀层到内部网格的平滑过渡，从而进一步划分网格局部结果如图4所示。                      

   图3 初步网格划分
 

   图4 局部网格划分
 

3模型设置

首先设置求解参数，然后选择湍流模型并激活能量方程，本算例中选取翼型计算中最常用的S-A湍流模型，如图5所示。                    

   图5 选取湍流模型对话框
 

4材料设置

FLUENT默认的流体材料是空气，由于本次需要模拟可压缩的流动问题，因此需要对其进一步设置，由于边界条件远场需要选择压力远场边界条件，所以密度需要设置为理想气体。

5边界条件设置

计算域的进口边界位置和出口边界位置如图6所示，进口远场边界马赫数设置为0.8。因计算工况的攻角为4°，X方向的分量设置为cos4，Y方向设置为sin4,在湍流设置中选择Turbulence Viscosity Ratio,其值保持默认值10，壁面边界条件不需专门设置，保持默认的无滑移边界条件即可。

   图6 进出口边界位置
 

6求解设置

选取合适的求解方法可以加快计算收敛的速度，选择Coupled算法，在一阶格式收敛后在转到二阶计算，选取合适的松弛因子可以有效加快收敛速度。本算例中，Coupled算法需要设置动量和压力耦合的松弛因子，采用默认设置即可，使用求解监视器对残差曲线进行监视。

在计算时，良好的初始流场对计算收敛速度有很大帮助，首先对初始化进行设置，如图7所示，然后进行初始化操作，稍等片刻初始化完成。设置完成之后，进行迭代计算，设置迭代200步。

   图7 初始化设置对话框
 

7后处理

速度矢量图可以较好地反映流动的细节，矢量图中不同颜色代表不同速度的大小，箭头表示速度方向，如图8所示，压力分布等值线图可以较好地反映翼型的气动性能贡献的位置，如图9所示，流线图可以非常直观地展现出流动的情况，如图10所示。

   图8 速度矢量图
 

   图9 压力等值线图
 

   图10流线图
 

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