流體岳杰順外折角超音速流場(chǎng)流動(dòng)分析

1、ANSYS 教學(xué)算例集外折角超音速流場(chǎng)分析撰寫(xiě)：航空航天大學(xué)審核：校對(duì)：2021 年 1 月 31 日目 錄1.2.3.4.摘要1模型. 1前處理1求解設(shè)置24.14.24.34.44.54.64.74.8啟動(dòng) FLUENT2求解器設(shè)置2模型設(shè)置3添加材料3邊界條件設(shè)置4求解設(shè)置5流場(chǎng)初始化5求解55.后處理75.15.2云圖顯示7曲線顯示81.摘要?dú)怏w以超聲速繞外折角角會(huì)在折角后膨脹，這種情況在飛機(jī)進(jìn)氣道設(shè)）。這些波是一計(jì)中十分常見(jiàn)。在折角處會(huì)產(chǎn)生一系列膨脹波（也稱系列等的組合，氣流經(jīng)過(guò)會(huì)不斷折轉(zhuǎn)，最終在波后變?yōu)榕c壁面平行。本文模擬了超聲速二維外折角問(wèn)題。2.模型外折角計(jì)算區(qū)域如圖 1 所示

2、，底面為壁面，折角角度為 194.036。其余圖 1 所示。如圖1 計(jì)算區(qū)域示意圖3.前處理在 ICEM CFD 中劃分網(wǎng)格，網(wǎng)格如圖 2 所示。將命名為 INLET，出口命名為 OUTLET，壁面設(shè)置為 WALL，頂端設(shè)置為 SYMMETRY。二維示意圖如圖 3 所示。將 ICEM CFD 劃分完成的網(wǎng)格導(dǎo)出，存為 ICEM.msh 文件。圖2 網(wǎng)格示意圖圖3 模型命名示意圖14.求解設(shè)置4.1啟動(dòng)Fluent雙擊 Fluent，將 Dimension 修改為 2D，如圖 4 所示。圖4 Fluent 啟動(dòng)界面4.2操作條件設(shè)置打開(kāi)欄中【Setting Up Physics】，點(diǎn)擊 Oper

3、atingPressure 改為 0，其余保持默認(rèn)，設(shè)置如圖 5 所示。Conditions 將 Operating圖5 操作條件設(shè)置4.3求解器設(shè)置打開(kāi)模型樹(shù)中的【General】，將 Type 改為 Density-Based，其余保持默認(rèn)，設(shè)置如圖 6 所示。2圖6 求解器設(shè)置4.4模型設(shè)置模型樹(shù)中的【M】【Energy】改為 On，【Viscous】選擇湍流模型 Realizablek-epsilon，其余保持默認(rèn)，設(shè)置如圖 7 所示。圖7 模型設(shè)置4.5添加材料雙擊模型樹(shù)中的【Materials】,雙擊 air 材料，將 Density 改為 ideal-gas；將改為 Suther

4、land，如圖 8 所示。Viscosity3圖8 材料添加4.6邊界條件設(shè)置雙擊【Boundary Conditions】，【wall】的 Type 設(shè)置為 wall；【symmetry】的Type 設(shè)置為 symmetry；【inlet】的 Type 設(shè)置為 velocity-inlet；【outlet】的 Type 設(shè)置為 pressure-outlet。點(diǎn)擊 Edit，對(duì) inlet 和 outlet 的具體數(shù)值進(jìn)行設(shè)置，如圖 9、10所示。圖9條件設(shè)置圖10 出口條件設(shè)置44.7求解設(shè)置雙擊【Solution】【Methods】，采用 Roe-FDS 算法，其余修改為圖 11 所示。

5、圖11 求解設(shè)置4.8流場(chǎng)初始化雙擊【Initialization】，將默認(rèn)的 Hybrid Initialization 改為Standard Initialization，在 Compute from框中選擇 inlet，單擊Initialize，如圖 12 所示。圖12 流場(chǎng)初始化4.9求解雙擊【Run Calculation】，單擊 Check Case，檢查設(shè)置流程。若設(shè)置完全正確，會(huì)出現(xiàn)圖 13 所示框。5圖13 完全正確的提示設(shè)置 Number of Iterations 為 1000 步，單擊 Calculate，開(kāi)始計(jì)算，如圖 14 所示。圖14 求解設(shè)置殘差曲線和計(jì)算結(jié)果如圖 15 所示。圖15 殘差曲線和計(jì)算結(jié)果65.后處理5.1云圖顯示雙擊【Results】【Contours】，在彈出的框中進(jìn)行設(shè)置，顯示靜壓云圖，點(diǎn)擊 Save/Display。如圖 16 所示。靜壓云圖結(jié)果如圖 17。再雙擊【Results】【Contours】，在彈出的框中進(jìn)行設(shè)置，顯示數(shù)云圖，如圖 18 所示。馬組成了膨脹波，波后的赫數(shù)云圖結(jié)果如圖 19?？梢钥闯?，在拐角處的一系列靜壓減小，增大。圖16 靜壓云圖設(shè)置圖17 靜壓云圖7圖18云圖設(shè)置圖19云圖5.2流線顯示雙擊【Results】【Pathlines】，彈出框，設(shè)置如圖