飞行器机翼仿真计算方法

作者 | CFD基础及应用 仿真秀专栏作者

首发 | 仿真秀App

导读：面对复杂外形的气动评估工作，非结构网格带来了很多便利，但涉及部件运动给计算带来很多挑战。结构网格计算稳定性好，但在复杂模型拓扑复杂以及网格量大;拼接(interface)网格、重叠网格(overset)技术的发展，给结构网格制作降低了难度。本文采用重叠网格技术来实现襟翼偏转、襟翼射流、螺旋桨旋转从网格制作、求解器设置、后处理进行全过程展示。

一、机翼仿真计算

1、计算网格

结构网格

2、计算设置

求解设置

3、计算结果

二、偏襟翼仿真计算

1、计算网格

2、计算设置

3、计算结果

三、偏襟翼+射流仿真

1、计算网格

结构网格，网格量约120W，射流缝逢高1mm，布置了13个网格点。包含机翼和射流襟翼两套网格。

2、计算设置

机翼和襟翼射流网格设置插值关系，射流缝入口设置压比。

3、计算结果

合理布置襟翼前缘射流缝的位置、高度、机翼与襟翼的合理搭配，可以很好的控制襟翼表面的流动反向，射流引射作用加强机翼表面流动，增加机翼环量进而增加升力系数。射流可以大幅提高升力系数，消除流动分离。

不同压比射流计算结果对比

四、偏襟翼+射流+螺旋桨旋转仿真

1、计算网格

结构网格总量200W左右，包含机翼、襟翼、螺旋桨三个计算区域;螺旋桨和襟翼均与机翼插值。

2、计算设置

襟翼和机翼、螺旋桨和机翼插值设置;射流压比设置;螺旋桨旋转设置;非定常计算设置、子迭代步时长设置等

3、计算结果

非定常计算对计算资源要求非常高，非定常计算一个状态需要一个小时左右，非定常计算一圈迭代50步，转三圈需要三天多时间，因此没有像定场一样计算出一条直线，仅展示一个状态点的结果。收敛残差曲线、升力系数、阻力系数周期性波动(震荡);空间流线随桨叶的转动发生变化。

残差曲线

干货很多，无法一一展示，有兴趣的欢迎加入到课程中来学习。

五、飞行器网格制作与气动外形设计

为了帮助大家更好理解和掌握建模、网格制作、CFD求解、后处理全过程，轻松驾驭各种外形飞行器的挑战，笔者近日在仿真秀首发了几个视频课程，希望帮助工程师和理工科学子更好的理解。

审核编辑：汤梓红