starccm无人机生阻力系数仿真计算

制作版本:Simcenter STAR-CCM+ 2206 Build 17.04.007 (win64/clang11.1vc14.2-r8 Double Precision)

1​ 边界

取机头方向所指面为velocity-input,气流速度为飞机速度取20m/s,机尾方向所指表面为pressure-out。

2​ 设置

2.1​ 物理模型选择

为了稳定的湍流分析我们选择的物理模型有Steady、Gas、Segregated Flow、 Ideal Gas、Segregated Fluid Temperature、Turbulent、K-Epsilon Turbulence物理模型,如下图所示:

starccm无人机生阻力系数仿真计算的图1

2.2​ 速度设置

starccm无人机生阻力系数仿真计算的图2

2.3​ 网格模型

网格选用混合网格模型,即切割体网格模型:

starccm无人机生阻力系数仿真计算的图3

最大网格单元:0.1m

面网格设置:最小相对尺寸,0.002m。

相对目标尺寸:0.1m

通过相对目标尺寸和相对目标尺寸控制面网格尺寸范围。

starccm无人机生阻力系数仿真计算的图4

starccm无人机生阻力系数仿真计算的图5

2.4​ 网格边界层设置

starccm无人机生阻力系数仿真计算的图6starccm无人机生阻力系数仿真计算的图7

图1​ 边界层设置

2.5​ 截面设置

X=-0.01m截面

starccm无人机生阻力系数仿真计算的图8

图2​ X=-0.01m截面

Z=0.037m截面

starccm无人机生阻力系数仿真计算的图9

图3​ Z=0.037m截面

3​ 网格

3.1​ 边界层网格

5层边界层,两层厚度之间比为1.2

starccm无人机生阻力系数仿真计算的图10

图4​ 边界层网格

3.2​ 飞机面网格

starccm无人机生阻力系数仿真计算的图11

starccm无人机生阻力系数仿真计算的图12

starccm无人机生阻力系数仿真计算的图13

starccm无人机生阻力系数仿真计算的图14

starccm无人机生阻力系数仿真计算的图15

3.3​ X、Z方向截面网格

starccm无人机生阻力系数仿真计算的图16

starccm无人机生阻力系数仿真计算的图17

图5​ z=0.037m截面体网格

starccm无人机生阻力系数仿真计算的图18

图6​ X=-0.01m截面体网格

4​ 结果

4.1​ 速度云图

starccm无人机生阻力系数仿真计算的图19

图7​ z=0.037m截面速度云图

starccm无人机生阻力系数仿真计算的图20

图8​ X=-0.01m截面速度云图

4.2​ 速度矢量图

starccm无人机生阻力系数仿真计算的图21

图9​ z=0.037m截面速度矢量图

starccm无人机生阻力系数仿真计算的图22

图10​ X=-0.01m截面矢量图

4.3​ 升力、阻力

收敛曲线

starccm无人机生阻力系数仿真计算的图23

图11​ 升力阻力收敛曲线

升力:5.37

阻力:1.45

升阻比:3.703

4.4​ 升力系数

starccm无人机生阻力系数仿真计算的图24

图12​ 升力系数设置

升力系数收敛曲线,最终系数为10.74

starccm无人机生阻力系数仿真计算的图25

图13​ 升力系数收敛曲线

4.5​ 阻力系数

设置如下图所示

starccm无人机生阻力系数仿真计算的图26

图14​ 阻力系数设置

阻力系数为2.89

starccm无人机生阻力系数仿真计算的图27

图15​ 阻力系数收敛曲线

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