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CFD 仿真案例

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​Dimaxer仿真算例:重叠网格跨声速外流验证2024-06-06

1、ONERA M6三维翼型验证算例

M6机翼作为典型的跨音速算例,是CFD软件考核的标模之一。

该模型主要用于研究跨音速激波干扰的流动特性,选取的目的是评测CFD软件对跨音速激波/激波,激波/附面层干扰的复杂流动的模拟能力。

选用M6算例展示overset网格在隐式大涡模拟计算跨声速算例能力。

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1.1 计算描述

1.1.1 计算状态:

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1.1.2 计算网格:

计算网格采用Overset网格,近壁面附近由Mesh extrude功能生成,第一层网格高度0.03mm,y+约为10,壁面附近以外和远场区域背景网格,由自动填充的结构六面体组成。总网格数量270万。

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总网格数量270万左右,其中近壁面网格120万,背景网格150万。

模型物面为粘性固壁边界,Y=0平面为对称边界,外边界设置为远场边界条件计算初场为均匀初场。

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1.2 计算结果

1.2.1 表面压力系数分布

瞬态计算结果视频如下:

稳态平均值结果如下:

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1.2.2  y/b = 0.44对称面速度场
瞬态计算结果视频如下:

稳态平均值结果如下:

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1.2.3 表面涡结构

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2、CHN-F1飞翼overset网格

在之前的公众号内容:Dimaxer仿真算例:CHN-F1翼隐式大涡模拟中我们展示CHN-F1飞翼使用完全一致性(conformal)网格使用Dimaxer2023R2大涡模拟的结果,本文介绍在使用相同边界层网格条件下,使用overset网格的计算结果,作为对比验证overset网格和conformal网格的一致性。

2.1 计算描述

2.1.1 计算模型

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2.1.2 计算网格

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2.2计算结果

2.2.1 整体流场

攻角12°飞翼表面压力系数分布如下所示:

overset网格

conformal网格

攻角12°飞翼中心对称面速度场分布如下所示:

图片11.png

如上图所示,使用Dimaxer前处理生成的overset网格方案,由于可以自定义局部加密区域,在相同网格数量下可以更高精度捕捉飞翼的尾迹发展,这表明overset网格满足高精度仿真要求的同时,实际仿真场景也更加灵活方便。

2.2.2 气动力

与试验以及conformal网格对比的气动力参数主要有Ma=0.9,不同迎角下飞翼的升力系数Cl,阻力系数Cd,俯仰力矩Cm结果如下图所示:

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3、总结

对于CHN-F1验证算例,使用重叠网格和conformal网格计算中流场分布基本一致,同时各攻角气动特征系数最大误差不超过0.5%,满足网格一致性要求。证明重叠网格在分析典型跨声速问题的适用性。

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