北航大型软件大作业

1、大型通用软件大作业院（系） 小 组 组 员 2012年 月 日目录第一部分Catia31.1catia部分的要求31.2 三维模型41.3 工程图4第二部分 Fluent52.1 fluent 部分的要求52.2 计算流程52.3 网格分布图72.4 空气动力系数82.5 翼型表面的压力曲线82.6 翼型周围的压力云图和速度云图92.7 翼型周围的速度矢量图和流线图102.8 迭代过程11第三部分 Ansys143.1 ansys部分的要求143.2计算结果153.2.1机翼应力分布153.2.2机翼变形分布163.2.3应力沿某一路径分布173.2.4 振动频率183.2.5 一阶振型193

2、.2.6命令流19第四部分 Matlab254.1 matlab部分的要求254.2 计算结果264.2.1 翼型外形压力系数分布图264.2.2翼型气动力及力矩264.3命令语句26第一部分Catia1.1catia部分的要求1、用提供的翼型数据，生成翼型曲线；2、参考所给的机翼图例，使用参数化设计，参数为： 翼根弦长=500mm、翼中弦长=270mm、 翼尖弦长=150mm、内翼展长=525mm、 外翼展长=800mm、内翼后掠角=15度、 外翼后掠角=15度， 翼尖不要求倒圆，最后在Part设计环境中生成实心体机翼（不是曲面）；3、在工程图环境中生成三视图，并标注尺寸；4、上述三维模型和

3、工程图分别截图插入word文档的Catia部分；最后提交作业时，part文件和word报告一起提交。5、生成的Catia实体机翼模型会在后续作业中使用。1.2 三维模型1.3 工程图第二部分 Fluent2.1 fluent 部分的要求1、从Catia软件中输出igs文件，导入到Gambit软件中；2、用与机翼对称面相距450mm的平面撕裂机翼表面生成计算所需的翼型曲线； 3、采用分区的四边形Map网格或者应用尺寸函数的非结构网格生成计算网格； 4、计算条件：Ma=0.3,alpa=2deg，压力远场边界条件、SA湍流模型； 5、计算结果提取内容：网格分布图、气动力系数、翼型表面压力曲线、翼型

4、周围的压力云图和速度云图、翼型周围的速度矢量图和流线图。6、word报告:计算方法和流程、计算结果提取内容。2.2 计算流程1导入GAMBIT所画的NACA64-215网格数据。2对读入的网格进行检查。3选择求解器为压力基。4选择物理模型，激活能量方程，并选择SA湍流模型。5定义流体属性，将空气密度项改成由理想气体状态方程确定。6定义操作条件。7定义边界条件，定义各部分对应的边界条件，其中压力远场边界条件中马赫数为0.3，X和Y方向流速分量分别为cos2°（0.999391）和sin2°（0.0348995）。8设置参考值，将其中的面积和长度项都改为1，计算起始位置选择边界

5、条件为压力远场处。9求解方法选择，库朗数及松弛因子均选用程序默认值。10设置收敛监视，将残差各项收敛条件值均改为0.0001。11定义初始条件，选择计算开始处为压力远场对应边界，然后点击初始化按钮。12设置自动存储，设置每200布进行自动存储。13迭代计算。14计算413步后收敛，保存结果2.3 网格分布图2.4 空气动力系数clcdcm0.107109280.00407293470.00352676292.5 翼型表面的压力曲线2.6 翼型周围的压力云图和速度云图2.7 翼型周围的速度矢量图和流线图2.8 迭代过程第三部分 Ansys3.1 ansys部分的要求1、将Catia模型导入Ans

6、ys生成实体模型；2、采用扫略网格划分计算模型；3、输入参数：机翼为各向同性线弹性材料，弹性模量80GPa，泊松比0.2，密度为3.0×g/cm3,材料的强度为95MPa；4、计算条件：翼根为固支边界条件，考虑机翼的自重；内翼上、下表面、外翼上、下表面分布承受0.1MPa、0.15MPa、0.12MPa、0.18MPa均布气动压力，翼尖中点上承受2500N集中力作用，方向与上表面压力方向相同；5、计算要求：计算机翼的全场应力和变形，采用Mises准则对机翼的强度进行校核，给出由翼根到翼尖任意路径上的应力和挠度分布规律；计算机翼的固有振动频率6、提交结果：计算报告和命令流。3.2计算结

7、果3.2.1机翼应力分布求解得到最大应力达到128Mpa，大于材料许用应力，机翼会发生破坏。3.2.2机翼变形分布3.2.3应力沿某一路径分布挠度曲线3.2.4 振动频率3.2.5 一阶振型3.2.6命令流/BATCH /input,menust,tmp,'',1 WPSTYLE,0/AUX15 IOPTN,IGES,NODEFEAT IOPTN,MERGE,YES IOPTN,SOLID,YES IOPTN,SMALL,YES IOPTN,GTOLER, DEFA IGESIN,'1','igs','C:UserslenovoDeskt

8、op' FINISH /PREP7 ET,1,SOLID95MPTEMP, MPTEMP,1,0 MPDATA,EX,1,8e10 MPDATA,PRXY,1,0.2 MPTEMP, MPTEMP,1,0 MPDATA,DENS,1,3e3 FLST,2,1,6,ORDE,1 FITEM,2,1 VLSCAL,P51X, , ,0.001,0.001,0.001, ,0,1 LSTR, 47, 37 KL,1,0.5, , ESIZE,0.01,0, CM,_Y,VOLU VSEL, , , , 1 CM,_Y1,VOLU CHKMSH,'VOLU' CMSEL,S,_

9、Y VSWEEP,_Y1 CMDELE,_Y CMDELE,_Y1 CMDELE,_Y2 FLST,2,1,5,ORDE,1 FITEM,2,11 /GO DA,P51X,ALL,FLST,2,1,5,ORDE,1 FITEM,2,11 /GO DA,P51X,ALL,FLST,2,1,5,ORDE,1 FITEM,2,11 /GO DA,P51X,ALL,FLST,2,1,5,ORDE,1 FITEM,2,11 /GO DA,P51X,ALL,FLST,2,1,5,ORDE,1 FITEM,2,10 /GO SFA,P51X,1,PRES,0.15e6 FLST,2,1,5,ORDE,1 F

10、ITEM,2,12 /GO SFA,P51X,1,PRES,100000 FLST,2,1,5,ORDE,1 FITEM,2,14 /GO SFA,P51X,1,PRES,180000 FLST,2,1,5,ORDE,1 FITEM,2,16 /GO SFA,P51X,1,PRES,120000 FLST,2,1,3,ORDE,1 FITEM,2,1 /GO FK,P51X,FY,2500 ACEL,0,9.8,0, FINISH /SOLSOLVE FINISH /POST1 eui,'package require ansys'eui,'ansys:report:s

11、etdirectory "m_report"' eui,'ansys:report:finished' eui,'package require ansys'eui,'ansys:report:setdirectory "m_report"' eui,'ansys:report:finished' FLST,2,2,1 FITEM,2,22639 FITEM,2,132 PATH,1,2,30,20, PPATH,P51X,1PATH,STAT PATH,1 AVPRIN,0, ,

12、PDEF,v,U,Y,AVG eui,'package require ansys'eui,'ansys:report:setdirectory "m_report"' AVPRIN,0, , PDEF,v,S,EQV,AVGeui,'ansys:report:finished' /BATCH /input,menust,tmp,'',1 WPSTYLE,0/AUX15 IOPTN,IGES,NODEFEAT IOPTN,MERGE,YES IOPTN,SOLID,YES IOPTN,SMALL,YES IOP

13、TN,GTOLER, DEFA IGESIN,'1','igs','C:UserslenovoDesktop' FINISH /PREP7 ET,1,SOLID95MPTEMP, MPTEMP,1,0 MPDATA,EX,1,8e10 MPDATA,PRXY,1,0.2 MPTEMP, MPTEMP,1,0 MPDATA,DENS,1,3e3 FLST,2,1,6,ORDE,1 FITEM,2,1 VLSCAL,P51X, , ,0.001,0.001,0.001, ,0,1 LSTR, 47, 37 KL,1,0.5, , ESIZE,0.01

14、,0, CM,_Y,VOLU VSEL, , , , 1 CM,_Y1,VOLU CHKMSH,'VOLU' CMSEL,S,_Y VSWEEP,_Y1 CMDELE,_Y CMDELE,_Y1 CMDELE,_Y2 FLST,2,1,5,ORDE,1 FITEM,2,11 /GO DA,P51X,ALL,FLST,2,1,5,ORDE,1 FITEM,2,11 /GO DA,P51X,ALL,FLST,2,1,5,ORDE,1 FITEM,2,11 /GO DA,P51X,ALL,FLST,2,1,5,ORDE,1 FITEM,2,11 /GO DA,P51X,ALL,FLS

15、T,2,1,5,ORDE,1 FITEM,2,10 /GO SFA,P51X,1,PRES,0.15e6 FLST,2,1,5,ORDE,1 FITEM,2,12 /GO SFA,P51X,1,PRES,100000 FLST,2,1,5,ORDE,1 FITEM,2,14 /GO SFA,P51X,1,PRES,180000 FLST,2,1,5,ORDE,1 FITEM,2,16 /GO SFA,P51X,1,PRES,120000 FLST,2,1,3,ORDE,1 FITEM,2,1 /GO FK,P51X,FY,2500 ACEL,0,9.8,0, FINISH /SOLSOLVE

16、FINISH /POST1 eui,'package require ansys'eui,'ansys:report:setdirectory "m_report"' eui,'ansys:report:finished' eui,'package require ansys'eui,'ansys:report:setdirectory "m_report"' eui,'ansys:report:finished' FLST,2,2,1 FITEM,2,226

17、39 FITEM,2,132 PATH,1,2,30,20, PPATH,P51X,1PATH,STAT PATH,1 AVPRIN,0, , PDEF,v,U,Y,AVG eui,'package require ansys'eui,'ansys:report:setdirectory "m_report"' AVPRIN,0, , PDEF,v,S,EQV,AVGeui,'ansys:report:finished' FINISH /SOLANTYPE,2FLST,2,1,5,ORDE,1 FITEM,2,11 /GO D

18、A,P51X,ALL,MODOPT,LANB,5 EQSLV,SPAR MXPAND,5, , ,0 LUMPM,0 PSTRES,0MODOPT,LANB,5,0,0, ,OFF SOLVE FINISH /POST1 SET,FIRST SET,FIRST SET,LIST,999ANMODE,10,0.5, ,0 第四部分 Matlab4.1 matlab部分的要求从Fluent计算结果中导出数据：1.在三维空间绘制翼型外形压力系数分布图；2.计算整个翼型沿X方向的阻力；3.计算整个翼型沿Y方向的升力；4.计算整个翼型相对于1/4弦线长位置的俯仰力矩5.提交计算报告：命令语句及计算结果.4.2 计算结果4.2.1 翼型外形压力系数分布图4.2.2翼型气动力及力矩总升力= 670.0406N总阻力= 37.3426N1/4力矩= 7.0194N*M4.3命令语句x=data(:,2);y=data(:,3);p=data(:,4);v=0.3*340;Cp=p./(1.225*v*v/2);figure('Name','Pressure');plot3(x,y,Cp);gridfor i=1:91xup(i,1)=data(183-i,2)xdomn(i,1)=data(92-i,2)endfor i=1:91yup(i,1)=data(