Моделирования течения в пристеночной области

[Egorov M.M. 0]

Обсуждение вопросов методов моделирования течения в пристеночной области: пристеночные функции или численное моделирование, опять же с этой точки зрения модель турбулентности, величина Y+, соответствие расчетной сетки выбранным методикам...

[_serge 24]

Один из самых животрепещущих разделов, а ответов 0.

В перечисленных продуктах у меня нет опыта, но есть опыт в CFW.

В нем, например, неточно определяется сопротивление хорошо обтекаемых тел, типа аэродинамических профилей. Подъемная сила и распределение давления вполне сносно. Причина именно в моделировании пристеночных течений.

Есть ли у кого опыт расчетов в перечисленных продуктах таких тел?

Как с полярой, например во Fluent-е? Желательно для режимов с отсутствием ударных волн.

Изменено 8 сентября 2004 пользователем _serge

[Miki 3]

что за CFW ?

cosmos floworks что ли ?

что вы хотите от проги ориентированной на обычного инжа,

и сетка у нее декартова, а как же вы сделаете в ней хороший погр слой и при этом не сильно увеличивая модель, без О-сеток.

да и модель турбулентности вроде только к-е.

если на то пошло Тесис-овский FV получше будет :)

а вообще лучше ориентируйтесь на нормальные пакеты CFX Fluent и т.д.

по ним много верификационных примеров и при грамотном подходе все вполне нормально получается.

[_serge 24]

Хорошо, ориентируясь на монстров CFD, таких как Fluent, Star CD (я посмотрел многие их валидации и примеры по Flow Vision), но поляры нигде нет. Может я что-то упустил и Вы знаете какую-нибудь ссылочку.

Задачка простенькая, дозвук, M=0.3, какой-нибудь профиль, число Re~3e+6, определить сопротивление (поляра).

[Miki 3]

прям вот, чтоб раз два и поляра, такого я тоже не встречал , хотя специально не искал, но расчетов подьемных сил и сил сопротивления профилей при фиксированном угле атаки, примеров вполне достаточно.

найду ссылку выложу

насчет простенькой задачи

если так думать про эту задачу то может и не получиться :)

[a_schelyaev 367]

Вообще, из опыта личной работы, совпадения по сопротивлению ждать особо не надо. Все таки желательно отловить четкую качественную зависимость с фиксированным стаканом погрешности. Все равно, в итоге в металле сопротивление будет другое - к гадалке не ходить. :)

[_serge 24]

Хотелось бы продолжить этот раздел. Поскольку давно никто не отвечает, значит, не знает народ о том, как считается сопротивление или умалчивает.

Был я год назад на авиационной фирме, в прошлом одной из самых-самых. Когда-то в ней работал. И начальник отдела аэродинамики, прищурив глаза, меня пытливо спросил: "А скажи-ка мне _serge, умеет ли кто-нибудь вообще считать сопротивление? Мы тут попробовали в CFW и во Fluent (кстати, именно такой набор нелицензионных программ есть на многих фирмах), с экспериментом не совпадает. Буду скоро выступать на конференции в МАИ, отмечу этот момент."

В CFW у меня опыт давно был, а во Fluent хочу привести результаты (Re=3*10^6, M=0.3 and 0.8) для обсуждения. Из них видно, что стаканом погрешности здесь не вычерпать.

Расхождение в разы, два, три и более...

Расчеты наложены на эксперимент Charles D., Harris, “Two-dimensional aerodynamic characteristics of the NACA0012 airfoil in the Langley 8-foot transonic pressure tunnel”, NASA Technical memorandum 81927.

Для интереса сравнил этот эксперимент с AGARD (Re~10^6), результаты по Cd почти такие же - автомодельность по Re.

P.S.

В CFW, рассчитанном на рядового инжа результаты почти такие же.

Изменено 1 октября 2004 пользователем _serge

[Miki 3]

эдак батенька Вы загнули

нихто не умеет :)

кстати в самом файле крайне маловато данных по самому моделированию, сие наводит на разные мысли и причины несовпадения.

просто приведу один из файлов в котором тот же профиль посчитан в FlowVision и как можно убедиться вполне нормальные результаты.

уж если даже в FV он продувается с такими результатами, а там к-е модель ,

то уж в нормальной проге CFX, Fluent и т.д. тем более все нормально

так что вопросы к тем кто делал расчет, данные которого Вы приводите

NACA0012.PDF

[Miki 3]

кстати нашел неплохой сайт для любителей профилей

и поляры там кстати тоже есть

<noindex>http://www.nasg.com/afdb/list-airfoil-e.phtml</noindex>

[_serge 24]

Расчеты делал я сам (стандартная k-e модель турбулентности, стандартный метод пристеночных функций, y+ ~ 50 - закон стенки). Есть более подробные результаты как в .doc, так и .pdf файлах. Но у меня файлы размером более 100кб не подцепляются, могу выложить результаты куда угодно.

В моих расчетах также Cp и Cy(Сn) определены великолепно просто...

А всех всегда и уже давно интересует Cx(Сd). И по приведенной ссылке во FlowVision их нет. А есть все те же Cp, Cy. Все эти величины определяются на калькуляторе за 10сек по приближенным формулам и методами распределенных особенностей за те же 10сек. Погрешность ~ 3%.

За ссылку по профилям - спасибо (Wind Tunnel measurement).

Изменено 1 октября 2004 пользователем _serge

[Miki 3]

за FV не отвечаю все вопросы к ним

если можешь, скинь материалы на cfdhelp@mail.ru

[_serge 24]

И еще сетка и Cp.

Попробую посчитать на других сетках и с другими моделями турбулентности.

Начну с ламинарного п.с. (нижняя граница по Cd).

Отдельно Спасибо Михаилу (Miki) за ценные советы.

[_serge 24]

И M=0.8 Cp.

[Miki 3]

нашел статью с моделированием обтекания профиля и определением сопротивления, заодно и некоторое сравнение моделей турбулентности есть

выложено здесь

<noindex>http://cfdhelp.nm.ru/download/lien.rar</noindex>

[BigBrother 1]

Здравствуйте, коллеги!

О сопротивлении профиля. Один мой товарищ посчитал в STAR-CD поляру NACA 0012. Схмин с экспериментом совпал хорошо, а коэффициент отвала поляры - не очень :( Возникает вопрос - а что такое профиль? В смысле откуда берутся его аэродинамические характеристики, которые приводят в атласах? Их получают пересчетом значений, полученных в _весовом_ эксперименте в АДТ при продувках крыла с удлинением лямбда=5 (иногда 6) на профиль лямбда=бесконечность. Пересчет этот, особенно на трансзвуке, есть некоторое шаманство. Поэтому огорчаться, что не совпадает расчетная поляра профиля с приведенной в атласе не стоит :) Для профиля должен получаться правильный распреддав. А сопротивление надо смотреть на каких-нибудь конечных телах, например на крыле.

С уважением, BigBrother

[_serge 24]

Если пересчитывать с крыла, то получить можно что-угодно. Как отделить сопротивление давление и трения от индуктивного сопротивления???

Это плюс еще задача!

Но, так никто не делает. Испытания с профилями проводят в плоских трубах. При этом влияние стенок по возможности устраняют, хотя они при больших числах Re не могут быть большими. Так, что насчет точности эксперимента, то здесь полный мажор. Тем более, что нет необходимости сомневаться в квалификации специалистов, дующих на S3MA (AGARD) или 8-FOOT TPT (NASA) (результаты близкие).

А вот статья от Михаила показывает, что задача с профилем - не игрушка, люди ей вполне серьезно занимаются. Мой коллега сразу подсказал, что Durbin - автор v^2-f модели. (Кстати у меня есть статьи о расчете плоского диффузора, так эта модель также дает лучшее согласие с экспериментом по параметрам турбулентности, чем k-e (очень сильное расхождение)). Только и в этой статье все далеко не идеально. Не спроста они привели распределение Cf, и полный интеграл только на одном, малом угле атаки! Видно также, что экспериментальных точек по Cf намного меньше (просто мало!), чем по Cp.

Так что здесь не огорчаться, а наоборот - это поле для деятельности...

Это действительно тот самый случай, когда для каждого режима течения - своя модель турбулентности, а иначе - прямое моделирование турбулентности.

(В одной задаче и ламинарно-турбулентный переход и кривизна поверхности, и случаи с доминирующим значением сопротивления трения и отрыв потока и местные скачки уплотнения - ну просто все). Плюс высокоточный эксперимент!

Для отработки различных моделей случай идеальный, в отличии от тех случаев, когда берут сложные геометрии (как с 3D диффузором), авось все затусуется.

(Я в расчетах задавал значения k и e в набегающем потоке по некоторым рекомендациям, но эта задача не столь чувствительна к небольшим.. отклонениям этих параметров. В принципе каждая серьезная труба проходит аттестацию и можно достать сведения об этом, по 8-FOOT статьи точно есть).

Кстати k-e модель и не может дать совпадения, ибо она предназначена для расчета развитых турбулентных течений и чуть-чуть в область низких Re.

Вот только еще один момент отмечу, меньшее расхождение на трансзвуке также понятно. Часто определяют просто сопротивление волновое (решая Эйлера) и получают неплохое совпадение, особенно на малых углах атаки ~ 0 градусах. Поэтому я и привел расчет при M=0.3.

Изменено 15 октября 2004 пользователем _serge

[Lynx 1]

Я и есть тот товарищ, на кторого ссылается BigBrother :)

По поводу условий эксперимента могу сказать, что все не так хорошо, как хотелось бы. Говорить о совпадении расчета с экспериментам по-хорошему можно только в том случае, когда известны ВСЕ условия эксперимента и они повторены в расчете. Простой пример - характеристики многих профилей приводятся по продувкам NACA 30-х годов, а в то время не была отработана методика учета загромождения, соответственно в описаниях экспериментов загромождение и не приводится...

На счет результатов расчетов сопротивления. Есть такая конференция - AIAA Drag Prediction Workshop, у меня достаточно много их материалов, кому интересно могу выслать.

[_serge 24]

To Lynx:

-честно, не понял причем эксперименты 30-г? (я уже писал, что по давлению и Cy можно сравнивать и с 30-г, грубые это характеристики, можно сравнить и с плоской трубой МАИ времен Юрьева, будет совпадение).

-сравнение проводилось с экспериментами 1979г. (AGARD AR-138, труба S3 MA, Re=1.85e+6) и 1981г. (NASA, труба 8-foot Trans. Press Tunnel, Re=3e+6 и 6e+6). Несмотря на разные Re результаты по сопротивлению (до отрыва) весьма близки (расхождение - доли процента).

-два разных эксперимента, в разных странах, результаты одинаковые.

-перфорированные стенки, все учитывается.

-если трубы известны, то их характеристики турбулентности также можно найти (нет ли у кого уже под рукой?). При расчетах можно решить и обратную задачу (поварьировать k и е).

Что в конкретном случае Вас смущает??

Если есть материалы по расчету сопротивления на профилях NACA0012 и RAE2822 (пока только этих), то очень пожалуйста, вышлите!

Интересно!

Изменено 15 октября 2004 пользователем _serge

[Lynx 1]

Если с 79-м годом, то "вопрос снимается" :)

NACA 0012 у AIAA по-моему не рассматривается, а вот RAE2822 они вроде разбирали. Там и рекомендации есть на тему кто виноват и что делать.

Основные могу перечислить по памяти : не использовать стандартную модель k-eps со стандартными пристеночными функциями, использовать хорошую мелкую сетку (у кромок ПРОДОЛЬНЫЙ размер должен быть порядка 0,001 хорды), помнить что модели турбулентности не любят переменный y+, а также не забывать, что на профиле есть довольно приличный ламинарный участок, так что сопротивление будет все равно завышено. На днях постараюсь собрать все в кучу и сказать, что у меня есть и сколько это занимает

[_serge 24]

Ok!

Со своей стороны могу просканировать AGARD (буквально несколько страничек) и NASA (выборочно) по NACA0012.

Все равно это будет увесисто, а таких материалов нигде не скачать.

Все доставалось специально, по заказу.

Куда это выложить?

И, наконец, можно будет ответить, кто же могет!?!

Fluent, STAR-CD, CFX, and other...

(Имеется в виду связка расчетчик+программа).

Изменено 15 октября 2004 пользователем _serge