Calcul des forces de levage et de glisser sur les poches d'air utilisant Openfoam: de la configuration à l'analyse

OpenFOAM est un outil de dynamique des fluides de calcul open source (CFD) largement utilisé qui permet aux ingénieurs et aux chercheurs d'analyser les forces aérodynamiques sur les hélices. Cet article donne un aperçu du processus, de la mise en place de simulations à l'analyse des résultats pour les forces de levage et de traînée.

Configuration de la simulation

La première étape consiste à préparer la géométrie de la nappe d'air et à créer un maillage computationnel. OpenFOAM utilise blockMesh ou snappyHexMesh pour la génération de mailles. La qualité de mesh est essentielle pour des résultats précis, en particulier autour de la surface de la nappe d'air où les gradients d'écoulement sont élevés.

Ensuite, définissez les conditions de limite, y compris la vitesse d'entrée, la pression de sortie et les conditions de paroi pour la surface de la paroi d'air.

Exécution de la simulation

La configuration terminée, la simulation peut être exécutée en utilisant des solveurs OpenFOAM comme simpleFoam pour l'analyse en état d'équilibre. La surveillance des résidus assure la convergence de la solution. Il est important de vérifier que le débit atteint un état d'équilibre avant de procéder à l'analyse.

Analyse des forces de levage et de dragage

Après traitement, il faut extraire les données de force des résultats de simulation.Les utilitaires d'OpenFOAM pour l'échantillon ou la forceCoeffs peuvent calculer les coefficients de levage et de traînée en fonction des distributions de contraintes de pression et de cisaillement sur la surface de la nappe d'air.

Ces coefficients sont normalisés par la pression dynamique et la zone de référence, permettant une comparaison entre les différentes conditions d'écoulement et les géométries de la nappe d'air. La visualisation des modèles d'écoulement avec ParaView aide à identifier la séparation d'écoulement et la formation de vortex qui influencent les forces aérodynamiques.

Principaux points à considérer