Fluent实用案例 | 重叠网格UDF扑翼机气动仿真 原创

本案例利用Fluent重叠网格与UDF,对扑翼机的气动特性展开仿真。该案例所用模型为假设模型，仅作计算设置参考。通过此案例后续可以对进一步添加udf代码与更换模型，实现更为复杂的扑翼机运动，对其展开气动仿真计算。

1 UDF说明

在本研究中采用重叠网格模型对扑翼机扑翼运动进行模拟。本案例选择DEFINE_CG_MOTION进行定义，omega[0]代表z轴旋转方向，本案例设计翼型上下摆动18°，相关的UDF代码如下：

C #include "udf.h" #include "mem.h" #include "dynamesh_tools.h" DEFINE_CG_MOTION(pyj, dt, vel, omega, time, dtime) {          NV_S(vel, =, 0.0);   NV_S(omega, =, 0.0);   omega[0]=0.314*cos(2*3.14*time);    }

2 workbench 设置

本案例需要设置如下三个模块的计算，其中包括背景网格区域、前景网格区域与fluent计算三个部分，具体设置如下图 ：

3 SCDM 设置

3.1 导入几何

整体几何结构如下图:扑翼机翼型采用NACA0012，具体的几何结构如下图，x轴正向为压力出口，负轴位速度入口，扑翼机表面为壁面，其余面位对称面。重叠网格区域为内部圆柱区域。

扑翼机运动翼型命名为naca，静止区域命名为bird。

4 Fluent Meshing 设置

4.1 网格设置

采用 SCDM 进行网格划分，背景网格与前景网格皆采用六面体网格划分，并划分相对应的边界层网格。背景网格如下图所示：

前景网格如下图所示：

5 FLUENT 设置

5.1 General设置与网格导入

首先导入背景网格，其次通过下图所示的方法将前景导入。

由于本文涉及到NACA0012翼型运动，因此需要探讨瞬态计算结果，此处的设置比较简单，勾选为瞬态计算。

5.2 边界条件设置

由于本案例采用的计算模型为半模，对称面命名为axi用于区分。首先进行视图设置：

其余各边界条件的设置如下：

速度入口设置为5m/s，具体设置如下图：

5.3 动网格设置

首先将本案例采用的UDF导入，具体的导入方式如下图 。

其次对运动区域进行设置，即整个运动区域到网格都要添加udf，具体设置如下 ：

5.4 初始化设置

相关初始化设置如下图 。

5.5 计算设置

此处进行的计算设置如下：