【详细FLUENT实例讲座】翼型计算

1.1 问题描述

翼型升阻力计算是CFD最常规的应用之一。本例计算的翼型为RAE2822，其几何参数可以查看翼型数据库。本例计算在来流速度0.75马赫，攻角3.19°情况下，翼型的升阻系数及流场分布，并将计算结果与实验数据进行对比。模型示意图如图1所示。

图1计算模型示意图

1.2 FLUENT前处理设置

Step 1：导入计算模型

以3D，双精度方式启动FLUENT14.5。

利用菜单【File】>【Read】>【Mesh…】，在弹出的文件选择对话框中选择网格文件rae2822_coarse.msh，点击OK按钮选择文件。如图2所示。

点击FLUENT模型树按钮General，在右侧设置面板中点击按钮Display…，在弹出的设置对话框中保持默认设置，点击Display按钮，显示网格。如图3所示。

图2显示网格

图3整体网格与局部网格

Step 2：检查网格

采用如图4所示步骤进行网格的检查与显示。点击FLUENT模型树节点General节点，在右侧面板中通过按钮Scale…、Check及Report Quality实现网格检查。

图4网格检查

点击按钮Check，在命令输出按钮出现如图5所示网格统计信息。从图中可以看出，网格尺寸分布：

x轴：-48.97~50m

y轴：0~0.01m

z轴：-50~50m

符合尺寸要求，无需进行尺寸缩放。

最小网格体积参数minimum volume为1.690412e-9，为大于0的值，符合计算要求。

图5网格统计信息

Step 3：General设置

点击模型树节点General，在右侧设置面板中Solver下设置求解器为Density-Based，如图6所示。

图6 General设置

小提示：对于高速可压缩流场计算，常常使用密度基求解器。

Step 4：Models设置

使用SST k-w湍流模型，并且激活能量方程。

1、激活SST k-w湍流模型

如图6-7所示，点击模型树节点Models，在右侧面板中的models列表项中鼠标双击Viscous-laminar，弹出如图6-8所示粘性模型设置对话框，在model选项中选择k-omega(2 eqn)，并在k-omega Model选项中选择选项SST，其它参数保持默认。

小技巧：对于外流场模型，若壁面附近流场非常重要，则SST k-w模型是理想的选择。该湍流模型可以求解粘性子层，不过对网格要求较高，壁面附近需要非常细密的网格。

2、激活能量方程

在图7所示面板中鼠标双击列表项Eneergy-Off，弹出能量方程设置面板，在面板中激活Energy Equation选项。

图7粘性模型设置

图8湍流设置

Step 5：Materials设置

设置气体密度为理想气体类型。

如图9所示，点击FLUENT模型树节点Materials，在右侧设置面板中选择材料air，点击按钮Create/Edit…，弹出材料设置对话框。如图10所示。

设置密度Density选项为ideal-gas，设置粘性Viscosity选项为sutherland，在弹出的相应面板中采取默认设置。点击Change/Create按钮完成材料属性的编辑。

图9材料设置