FLUENT经典案例:NACA0012翼型俯仰运动仿真分析

01案例介绍


NACA0012翼型作俯仰运动过程的仿真,监测量升力、阻力的变化(其它结果可自动保存时间节点数据出图),翼型俯仰运动规律为:α=0.016°+2.51°sin(5t),马赫数Ma=0.755,雷诺数5.5×10e5。本例先作稳态计算(稳态计算时攻角为5°,且不考虑俯仰运动),收敛后改为瞬态计算。



02网格情况

FLUENT精典案例-翼型俯仰运动仿真(NACA0012,压力远场边界)-#354的图2

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03仿真基本设置


1、稳态计算

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2、k-w SST湍流模型

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3、理想气体

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4、压力远场条件

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5、阻力系数监测

FLUENT精典案例-翼型俯仰运动仿真(NACA0012,压力远场边界)-#354的图9



6、升力系数监测

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7、求解设置

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8、初始化,从压力远场计算

FLUENT精典案例-翼型俯仰运动仿真(NACA0012,压力远场边界)-#354的图12


9、稳态基本情况

(1)残差曲线(收敛)

FLUENT精典案例-翼型俯仰运动仿真(NACA0012,压力远场边界)-#354的图13


2)速度分布

FLUENT精典案例-翼型俯仰运动仿真(NACA0012,压力远场边界)-#354的图14


3)马赫数

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4)压力分布

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5)升力曲线

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6)阻力曲线

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7)翼型表面压力系数分布

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10、修改为瞬态计算

FLUENT精典案例-翼型俯仰运动仿真(NACA0012,压力远场边界)-#354的图20


11、使用UDF定义俯仰运动

FLUENT精典案例-翼型俯仰运动仿真(NACA0012,压力远场边界)-#354的图21



12、设置时间步长

说明事项:本次只作为算例实验,因而时间步长取得不算小0.01s,造成后面监测到的升力和阻力的变化曲线不够光滑,实际计算中将步长改小(譬如改为0.001s),则可以得到很好的曲线。

FLUENT精典案例-翼型俯仰运动仿真(NACA0012,压力远场边界)-#354的图22


13、瞬态基本情况

1)5s时压力云图

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2)5s时翼型表面压力系数分布

FLUENT精典案例-翼型俯仰运动仿真(NACA0012,压力远场边界)-#354的图24


3)翼型俯仰运动过程中升力变化

说明:将瞬态计算时间步长改小(譬如改为0.001s),则能够得到很光滑的曲线。

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4)翼型俯仰运动过程中阻力变化

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05使用软件及视频情况

1、使用ANSYS2020R1 WORKBENCH制作:前处理使用ICEM;仿真使用FLUENT(其中瞬态仿真是将设置文件导出后,单独使用FLUENT计算)。

2、仿真设置与上述推送内容的描述相同,且文中基本包含了仿真设置的过程。

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