DLR-F4翼身组合体跨声速绕流CFD计算

☆作业二☆

DLR-F4翼身组合体跨声速绕流的CFD计算

姓名：涂飞

学号：SZ1101020

目录

一．本作业概述 (1)

1. 所用模型 (1)

2 来流条件 (1)

3 网格划分 (2)

二. 求解结果 (3)

1 流场云图 (3)

2动力学参数 (3)

3截面压强系数分布 (5)

三．总结 (7)

参考文献 (8)

图表1 DLR-F4模型（1） (1)

图表2模型参考数据 (1)

图表3 来流参数 (1)

图表4 网格划分 (2)

图表5 物面压强系数云图 (3)

图表6 动力学参数 (3)

图表7 升力系数计算结果和实验数据对比图 (4)

图表8 阻力系数计算结果和实验数据对比图 (4)

图表9俯仰力矩系数计算结果和实验数据对比图 (4)

图表10 升阻比计算结果和实验数据对比图 (4)

图表11 极曲线计算结果和实验数据对比图 (4)

图表12 残差收敛历史 (4)

图表13 Cl，Cd，Cm收敛历史 (5)

图表14 机翼7个不同位置截面图 (5)

图表15 机翼各个截面表面压强系数分布与实验数据对比图 (7)

一．本作业概述

1.所用模型

DLR-F4翼身组合体，如图：

图表 1 DLR-F4模型（1）

参考面积0.1454 m2

参考长度C ref141.2 mm

参考半展长b ref /2 585.647 mm

参考点（CAD 坐标）x = 157.9 mm, z = -33.92 mm

图表2模型参考数据

2 来流条件

气体属性理想，粘性

来流温度T∞255.6 K

来流压强P∞101325 pa

来流雷诺数Re 3×106

来流马赫数Ma 0.75

攻角（dge）-1°， -0.5°， 0°， 0.5°， 1°

图表 3 来流参数

3 网格划分

网格要求：粘性网格，y＋≈30

图表 4 网格划分

本作业我采用块结构网格进行划分，网格单元600万，网格划分用Pointwise软件完成。

二. 求解结果

本作业求解器用CFL3D软件，在空气动力学系Cluster 服务器上运算，每个状态历时52小时。

1 流场云图

图表 5 物面压强系数云图

2动力学参数

迎角升力系数阻力系数俯仰力矩系数

-1°0.4171 0.027096 -0.168092

-0.5°0.47758 0.029266 -0.1658

0°0.53902 0.031836 -0.162492

0.5°0.60176 0.035208 -0.158586

1°0.66374 0.039736 -0.154336

图表 6 动力学参数

下面是计算动力学参数与实验数据对比：

图表7 升力系数计算结果和实验数据对比图图表8 阻力系数计算结果和实验数据对比图

图表9俯仰力矩系数计算结果和实验数据对比图图表10 升阻比计算结果和实验数据对比图

图表11 极曲线计算结果和实验数据对比图图表12 残差收敛历史

图表13 Cl，Cd，Cm收敛历史3截面压强系数分布

根据实验报告，选取机翼七个截面：

图表14 机翼7个不同位置截面图

图表15 机翼各个截面表面压强系数分布与实验数据对比图

由以上各图可以看出，计算结果与实验数据吻合较好，结果较为精确。距离翼梢较近的几个截面压强系数分布中，捕捉激波计算结果不太满意，这可能是与该区域的气流非定常流动有关。除此之外，升力系数，阻力系数，升阻比等计算结果非常可靠，俯仰力矩系数计算结果也较好。三．总结

本作业完成了以DLR-F4为计算模型的三维全机跨声速绕流计算。熟悉了除建模前处理外CFD 各个流程，包括网格划分，CFD求解器设置、计算，Tecplot等软件进行数据后处理。

从结果来看，总体上较为满意，也说明了其间各个过程没有较大失误，在进行计算、处理数据之间，我也学习到了各个环节必备的知识与理论。

参考文献

[1] O. Brodersen, A. St¨urmer . DRAG PREDICTION OF ENGINE–AIRFRAME INTERFERENCE EFFECTS USING UNSTRUCTURED NAVIER–STOKES CALCULATIONS.19th AIAA Applied Aerodynamics Conference 11-14 June 2001.