NACA0023三维机翼水动力性能数值分析

1、三维机翼水动力性能数值分析 姓名：学号：班级： 一、问题的描述本节将模拟一剖面翼型为的三维机翼在无限宽广水域中的流动情况，改变攻角本节涉及以下内容：1、三维非结构化网格的划分；2、三维稳态计算的设置方法；3、动画设置；4、后处理：压力云图、速度矢量图、速度等值线；、观察机翼表面的流动以及尾流形状，分析其压力分布，计算其阻力和升力。二、湍流模型湍流出现在速度变动的地方。这种波动使得流体介质之间相互交换动量、能量和浓度变化，而且引起了数量的波动。由于这种波动是小尺度且是高频率的，所以在实际工程计算中直接模拟的话对计算机的要求会很高。实际上瞬时控制方程可能在时间上、空间上是均匀的，或者可以人为的改变

2、尺度，这样修改后的方程耗费较少的计算机。但是，修改后的方程可能包含有我们所不知的变量，湍流模型需要用已知变量来确定这些变量。标准k-e模型最简单的完整湍流模型是两个方程的模型，要解两个变量，速度和长度尺度。在FLUENT中，标准k-e模型自从被Launder and Spalding提出之后，就变成工程流场计算中主要的工具了。适用范围广、经济、合理的精度，这就是为什么它在工业流场和热交换模拟中有如此广泛的应用了。它是个半经验的公式，是从实验现象中总结出来的。由于人们已经知道了k-e模型适用的范围，因此人们对它加以改造，出现了RNG k-e模型和带旋流修正k-e模型设定边界条件和初始条件求解模型

3、。三、Gambit建模、翼型数据：翼型剖面：NACA0023弦 长：550mm展弦比 ：2展 长：550mm具体坐标数据点如图1所示 X Y006.8750, 19.964913.7500,19.9649 19.2500, 32.07827.537.4723 41.2500, 44.274 55.0000, 49.3642 110.0000, 60.4833 165.0000, 63.2682 220.0000, 61.1734 275.0000, 55.8078 330.0000, 48.1055 385.0000, 38.6237 440.0000, 27.652 495.0000, 15

4、.2614 550.0000, 1.3283、翼型的建模过程采用FLUENT的前处理器GAMBIT进行此三维机翼以及其计算域的建模和网格划分，其具体过程如下：按照翼型数据进行建模，以mm为单位进行建模，翼型数据点由NACA翼型生成得到，然后做镜像处理。如下： 侧视图俯视图然后将翼型三维建模，再在翼型周围建立计算域，侧视图入口为两倍弦长，出口为7倍弦长，上下为2倍弦长。俯视图左右为2倍弦长。、网格划分进行波尔运算后，将建好的模型进行网格划分。如图4 图4 网格四、Fluent求解基本求解器的定义选择设置标准湍流模型选择湍流模型、设置流体的物理属性选择液态水、边界条件以及求解为了便于改变攻角，攻角

5、改变在FLUENT计算中通过改变来流速度来实现，所以控制域前端、侧面均设置为速度入口VELOCITY INLET。尾端设置为压力出口pressure-outlet。三维机翼表面设置为壁面FLY。具体边界条件设置及其他计算设置如下图5（此时攻角为0）设置入口速度为2m/s；并改变湍流模式为intensity and Viscosity Ratio,出口处湍流模式也改成相同的。 入口出口 、设置参差、迭代求解将FLUENT中计算前的设置都设置好后，进行100次迭代计，并进行参差监控五、对结果的后处理1、力、力矩。升力系数阻力系数计算公式 升力=-.阻力=.从而求得在攻角，速度为时的展弦比为，在水中的升力系数阻力系数：=.;=.2、流场压力分布云图 机