aerodynamika
DESCRIPTION
AERODYNAMIKA. Letecký ústav FSI VUT BRNO Ing. Robert POPELA , Ph.D. Ing. Petr DOUPNÍK. Numerické (CFD) výpočty v aerodynamice. Úvod. Problém a požadavek na výpočet : určení integrálních sil, jejich působišť a rozložení tlaku (např. aerostatické podklady pro statickou analýzu) Vstup : - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
1AERODYNAMIKA VÝPOČTOVÁ CVIČENÍ
AERODYNAMIKA
Numerické (CFD) výpočty v aerodynamice
Letecký ústav FSI VUT BRNO
Ing. Robert POPELA, Ph.D.
Ing. Petr DOUPNÍK
2AERODYNAMIKA VÝPOČTOVÁ CVIČENÍ
ÚvodProblém a požadavek na výpočet : určení integrálních sil, jejich působišť a rozložení tlaku
(např. aerostatické podklady pro statickou analýzu)
Vstup :
• Geometrie
• Okolní podmínky
Výstup :
• Rozložení tlaku
• Výsledné síly
• Působiště sil, příp. pouze momenty
3AERODYNAMIKA VÝPOČTOVÁ CVIČENÍ
Princip metody konečných objemů :
• Rovnice popisující proudění tekutiny : N-S, E
• Definice oblasti, tzv. domény, diskretizace domény na „kontrolní objemy“
• Integrace rovnic přes jednotlivé kontrol. objemy => algebraické rovnice pro jednotlivé proměnné
• Linearizace rovnic + řešení soustavy rovnic
Řešení iteračním postupem :
Teoretický přehled
Současné řešení rovnice kontinuity, pohybových rovnic a rovnice energie
Řešení rovnic pro turbulenci
Dosaženo kriteria konvergence ?
Proměnné
+- Výsledky ???
4AERODYNAMIKA VÝPOČTOVÁ CVIČENÍ
Teoretický přehledPojmy :
• Doména = výpočtová oblast
• Okrajová podmínka - Inlet
- Outlet
- Symmetry
- Pressure far field
• Síť - plošná
- objemová
- stukturovaná
- nestrukturovaná
5AERODYNAMIKA VÝPOČTOVÁ CVIČENÍ
Teoretický přehled
• Síť – adaptace
• Řešič - fyzikální modely
(stlačitelnost, turbulence, objemové síly,vícefázové proudění, pohyblivé SS)
- ovládání výpočtu
(diskretizace, akcelerace multigridem, CN, residual smoothing, paralelizace)
- monitorování výpočtu
- kriteria konvergence
6AERODYNAMIKA VÝPOČTOVÁ CVIČENÍ
Důležité principy a pravidla :
• Volba adekvátního řešiče
• Definice oblasti, okrajových podmínek, jejich kombinace
• Síť
• Konvergence
• „KRITIKA“ výsledků
Vždy platí : „Teoreticky od složitého k jednoduchému, výpočetně od jednoduchého k složitému“
Teoretický přehled
7AERODYNAMIKA VÝPOČTOVÁ CVIČENÍ
Praktický postup
Doména + diskretizace
Řešení
Geometrie
Výsledky ???
Geometrie
8AERODYNAMIKA VÝPOČTOVÁ CVIČENÍ
Obtékání soupravy rychlovlaku (vliv bočního větru) :
Obtékání trupu dopravního letounu L-610 (vliv úhlu náběhu a vybočení) :
Ukázky prakticky řešených aplikací
9AERODYNAMIKA VÝPOČTOVÁ CVIČENÍ
Obtékání profilů (vliv námrazy) :
Obtékání profilů (studie profilu s klapkou) :
Ukázky prakticky řešených aplikací
10AERODYNAMIKA VÝPOČTOVÁ CVIČENÍ
Obtékání profilů (tlakové rozložení):
Obtékání konfigurace křídlo-trup malého doprav. letounu – vliv vychýlení vztlak. klapek, podvozku, spoileru :
Ukázky prakticky řešených aplikací
11AERODYNAMIKA VÝPOČTOVÁ CVIČENÍ
Obtékání konfigurace křídlo-trup malého doprav. letounu – vliv vychýlení vztlak. klapek, podvozku, spoileru :
Ukázky prakticky řešených aplikací
č. případu výpočet výpočet – uvážení vyvaž.
vztlaku
tunelové měření + korekce
cL cD cL cL cD
1. 1,502 0,1989 1,382 1,453 0,1662
2. 1,530 0,1981 1,405 1,453 0,1662
5. 1,382 0,2137 1,388 1,500 0,2100
6. 0,361 0,0355 0,326 0,289 0,0366
7. 0,778 0,0584 0,752 0,719 0,0540
8. 0,897 0,1142 - - -
12AERODYNAMIKA VÝPOČTOVÁ CVIČENÍ
Praktický příklad