05-CFD实践—喷管流场计算

研究工具 CFD的作用
数值实验研究
设计工具
提供设计所需数据
计算流体力学的作用
研究工具 观察流动现象
膛口流场 （含运动弹丸）
温度
马赫数
计算流体力学的作用
设计工具 提供设计所需数据
弧形翼导弹表面压强云图
不同攻角弹底截面处压强分布
Fluent介绍


目前常用的CFD软件有：Fluent、CFX、Phoenics、 Star-CD。 Fluent是目前国际上比较流行的商用CFD软件包， 凡跟流体，热传递及化学反应等有关的工业均可 使用。在航空航天、汽车设计、石油天然气、涡 轮机设计等方面都有着广泛的应用。
P入=2e5
P入=1e6
P入=1.5e6
不同压强入口条件下的喷管内部速度云图
CFD方法的优势及不足
优势
• 比物理实验自由灵活 • 可以进行物理实验不能做的实验 • 经济效益高 • 数值方法需要发展 • 理论要求较高 • 最终需要实验验证
不足
小结
CFD 的 作 用 研究工具 数值实验研究
设计工具
CFD实践—喷管流场计算
今天不可能的事明天将变为可能。
---康·埃·齐奥尔可夫斯基
CFD实践-喷管流场计算
• 了解计算流体力学的作用
教学目标 • 掌握计算流体力学软件的使用流程
• 解决流动问题的方法及计算流体的作用
教学内容 • 演示喷管流场计算
教学时间
• 20分钟
解决流动问题的方法
理论 分析
材料特性 边界条件 初始条件
1.构建几何模型
Gambit构建喷管几何模型
2.划分网格
划分网格
3.定义边界及模型
定义边界及模型
4.迭代计算
5.后处理（压强云图 Pa）
Hale Waihona Puke P入=1e5P入=2e5
P入=1e6 P入=1.5e6 不同压强入口条件下的喷管内部压强云图
5.后处理（速度云图 m/s）
P入=1e5
提供设计所需数据
CFD计算流程
构建
几何
模型
划分
网格
定义
边界
模型
迭代
计算
后 处 理
课后作业
按照演示算例流程，计算喷管尾流在 外界的流动过程。
计算流体力学计算流程
Gambit
前处理
几何 模型
Fluent
解算器
求解的方程
输运方程 – 质量 组分质量分数 相体积分数 – 动量 – 能量 状态方程 物理模型 物理模型 – 湍流模型 – 燃烧模型 – 辐射模型 – 多项流模型 – 相变模型 – 移动区域 – 移动网格
网格 生成
解算器 设置
后处理
流体力学 研究方法
实验 研究
计算 流体 力学
（CFD）
计算流体力学
计算流体力学：Computational of Fluid Dynamic（CFD）
计算流体力学是一门通过在计算机上数值求解流体与 气体动力学基本方程的学科。 基本思想：用一系列有限的离散点上的值的集合，来代 替原来在空间和时间坐标中连续的物理量的场。