OpenFOAM on yleisesti käytetty avoimen lähdekoodin laskentanestedynamiikan (CFD) työkalu, jonka avulla insinöörit ja tutkijat voivat analysoida aerodynaamisia voimia airfoils. Tämä artikkeli tarjoaa yleiskuvan prosessista, perustamisesta simulaatioita analysoida tuloksia hissin ja vedä voimia.

Simuloinnin asetukset

Ensimmäinen vaihe on valmistelu geometrian ilmafolion ja luoda laskennallisen silmän. OpenFOAM käyttää lohkoMesh tai snappyHexMesh silmän tuottamiseen. Oikea silmän laatu on välttämätöntä tarkkoja tuloksia, erityisesti noin ilmafolion pinta, jossa virtausgradientit ovat korkeat.

Seuraavaksi, määritellä raja-olosuhteet, kuten syöttönopeus, ulostulopaine, ja seinän olosuhteet ilmafolion pinnalla. Valitsemalla asianmukaiset turbulenssi mallit, kuten k-omega SST, on tärkeää kaapata virtaus käyttäytymistä tarkasti.

Simulaation suorittaminen

Kun asennus on valmis, simulaatio voidaan suorittaa OpenFOAM ratkaisijoilla kuten yksinkertainenFoam vakaan tilan analyysiin. Jäännösten seuranta varmistaa ratkaisun yhteneväisyyden. On tärkeää varmistaa, että virtaus saavuttaa vakaan tilan ennen analyysia.

Analysointi Hissin ja vedon voimat

Jälkikäsittelyssä on mukana voimanottotietojen poimiminen simulaatiotuloksista. OpenFOAMin näyte tai voimavoimaCoeffs-apuohjelmat voivat laskea nosto- ja vetämiskertoimet paine- ja leikkauspaineiden ja -jännityksen jakautumisten perusteella.

Nämä kertoimet normalisoidaan dynaamisella paine- ja vertailualueella, jolloin voidaan vertailla eri virtausolosuhteissa ja airfoil geometries. Visualisoimalla virtauskuvioita ParaView avulla voidaan tunnistaa virtausero ja pyörteen muodostuminen, jotka vaikuttavat aerodynaamiseen voimaan.

Tärkeimmät näkökohdat

  • Varmistaa silmän riippumattomuus jalostamalla silmää, kunnes tulokset ovat vakautuneet.
  • Valitse asianmukaiset turbulenssimallit virtausjärjestelmää varten.
  • Simulaatiotulosten validointi kokeellisella aineistolla, jos saatavilla.
  • Käytä oikeita rajaehtoja toistaaksesi tosimaailman skenaarioita.