LS-DYNA-ICFD在飞行器流场仿真中的应用实践

现在,DYNA的应用不仅限于显示动力学方面,其还涉及了流体动力学,电磁学及新能源(锂电池充放电、热管理、短路)等方面的仿真。

ICFD作为DYNA新的流体动力学模块,其可以模拟不可压缩流体,并且可以进行流固耦合仿真。本案例利用ICFD模块模拟某飞行器非稳态流场。

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1、工况设置

DYNA-ICFD模块,仅需剖分入出口和壁面网格,无需画边界层网格和体网格,边界层网格和体网格由DYNA程序自动划分。剖完入出口网格和壁面网格,须在LSPP中将结构网格转化为多物理场网格,如下图。

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本案例中*ICFD_PART分别为inlet、out、boundry和airplane四个;boundry为外部壁,案例中设置外部壁为滑移边界,不需要设置边界层;airplane为内部壁,为非滑移边界,利用*MESH_BL关键字设置边界层网格:

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由于DYNA不需要划分体网格,但需要设置壁面围成的体,在*MESH_VOLUME选择所有*ICFD_PART生产体。

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边界条件设置,inlet设置速度边界条件,方向为X方向和振荡边界;out设置为压力边界,相对压力为0;boundry为滑移边界;airplane为非滑移边界。

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最后设置ICFD控制卡片和时间不长,根据自己需求设置问题结束时间和每个d3plot输出时间。此外,可以修改*ICFD_CONTROL_GENERAL卡片中的ATYPE值将问题设置为稳态或瞬态问题。

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采用smp_d_R11_0或mpp_d_R101求解器求解,特别注意ICFD求解一定选择双精度求解器。



2、仿真结果

利用LSPP后处理,打开MSPOST,可以查看壁面和流体的流速、压力等,还可以设设置streamline、isosurface,section等选项。本案例中飞行器瞬态流场结果如下。

飞行器流线及流速

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飞行器流线及压力



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飞行器涡线及压力



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LS-DYNA-ICFD飞行器流场仿真的图14

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