Моделирование вихревых структур в следе за профилем
Автор: lastnar • Январь 31, 2022 • Курсовая работа • 1,111 Слов (5 Страниц) • 218 Просмотры
[pic 1][pic 2]
Оценка
Руководитель курсового
проектирования
Члены комиссии
Дата защиты
ОТЧЕТ
о курсовой работе
по теме: Моделирование вихревых структур в следе за профилем
по дисциплине: Моделирование физических процессов в турбомашинах
Студент:
(ФИО) (Подпись)
Группа:
Екатеринбург
2021
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ3
- Построение профиля NACA 0012 и его упрощения4
- Построение расчетной сетки6
- Задание граничных условий7
- Процедура моделирования CFD8
- Результаты анализа и верификация по техническому отчету11
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ13
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы: Проблематика, связанная с обтеканием профилей, по-прежнему привлекает внимание аэродинамиков. Нестационарные вихревые поля являются источником акустических возмущений. В данной работе анализируется распространение крупномасштабных вихревых структур в ближнем турбулентном следе за профилем NACA 0012 при варьировании углом атаки от 0 до 15.[pic 3][pic 4]
Объект исследования: Профиль NACA 0012
Цель работы: Проанализировать вихревые структуры в следе за профилем NACA 0012 при варьировании углом атаки от 0 до 15. Провести верификацию по техническому отчету [2].[pic 5][pic 6]
Задачи для достижения цели данной работы:
- Анализ технического отчета и различной литературы по данной тематике;
- Построение профиля NACA 0012 по координатам точек;
- Построение расчетной сетки;
- Задание граничных условий;
- Провести анализ результатов расчетного исследования.
- Построение профиля NACA 0012 и его упрощения
Профиль NACA 0012 является классическим симметричным профилем с аналитическим заданием координат точек верхней и нижней дужек контура (табл. 1).
Таблица 1
Координаты точек верхней и нижней дужек контура профиля NACA 0012 [4]
[pic 7]
Длина хорды выбирается в качестве линейного масштаба обезразмеривания. Решение задачи строится в поточной системе координат (x, y), имеющей начало в середине хорды, а ось x ориентирована по направлению невозмущенного потока.
Наклон хорды профиля по отношению к вектору скорости невозмущенного потока U задается углом атаки α.
Геометрия с круглым входом была сделана для того, чтобы не перестраивать сетку для каждого угла атаки. Изменение угла атаки задавалось в Setup Velosity Inlet с помощью синуса и косинуса угла (компоненты Vx и Vy).[pic 8]
Задача обтекания несжимаемой вязкой жидкостью профиля NACA 0012 решается в расчетной плоскости, которая показана на рисунке 1.
В работе используется 2D-модель аэродинамического профиля NACA 0012. Длина хорды равна 1 м. Входное сечение находится на расстоянии 20 м от аэродинамического профиля, а выходное сечение удалено на 31 м. Границы объема отстоят на 20 м выше и ниже аэродинамического профиля, чтобы избежать влияния границ.
[pic 9]
Рисунок 1 – Построение геометрии профиля NACA и его расчетной области
Размеры:
[pic 10]
Расчетная область была разбита на 6 частей для упрощения построения сеточной модели (рис. 2).
[pic 11]
Рисунок 2 – Разбиение расчетной области на части
- Построение расчетной сетки
Для деления объема на зоны используется блочный подход. Зона, расположенная ближе к аэродинамическому профилю, имеет высокую плотность сетки, полученную путем включения слоя сетки с очень маленьким размером ячеек. Чтобы смоделировать пограничной слой, следует определить значение параметра Y+ для ячеек у стенки аэродинамического профиля. Чтобы рассмотреть вязкий подслой в турбулентном пограничном слое, значение Y+ должно быть меньше 10.
...