«Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова»

Дата: 2025-05-01; Просмотры: 1

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

(БГТУ «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова»)

ОТЧЕТ

на тему

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2018г.

Содержание

Введение 3

Цель работы 3

Геометрическая модель 3

Построение сетки 4

Настройка решателя 5

Результаты 9

Заключение 11

Введение

В данной работе проводилось компьютерное моделирование движения тела в потоке. В ходе подготовки к расчётам, были применены настройки «Скользящей сетки» Для проведения численных расчетов использовался программный комплекс ANSYS Workbench 18.0.

Цель работы

Провести компьютерное моделирование движения тела в свободном потоке. Нахождение силы лобового сопротивления и момента тангажа, действующих на исследуемое тело.

Геометрическая модель

Построение модели проводилось в программном пакете Ansys Design Modeler.

В разделе «Создание эскиза» (Sketching) был построен эскиз и с помощью операции «Вращение» (Revolve)была получена твердотельная модель. Также была создана пластина стабилизатора. С помощью функции «Шаблон» (Pattern) были созданы еще 3 стабилизатора, аналогичные созданному ранее. Размеры исследуемого тела: длина – 450 мм ,радиус скруглённой части – 50 мм, Результат построения исследуемого тела приведен на рисунке 1.

Рисунок 1 – Исследуемое тело.

С помощью операции «Ограждение» (Enclosure) были созданы сферическая и кубическая расчетные области (рисунок 2), так как для придания телу трёх степеней свободы требуется фигура типа «сфера». Диаметр сферы – 500 мм, значение выбрано так, чтобы обеспечить плавный рост ячеек сетки при переходе к неподвижной сеточной области. Размер неподвижной области – 500х500х500 мм.

Рисунок 2 – Разбиение расчётной области.

Построение сетки

Построение сеточной модели проводилось в сеточном построителе Ansys Meshing. На рисунке 3 показана тетраэдральная сетка состоящая из 110180 ячеек.

Рисунок 3 – Сеточная модель.

Качество сетки приведено на рисунке 4.

Рисунок 4 – Качество сетки.

Настройка решателя

Рисунок 5 – Положение входной и выходной границы относительно тела.

В данном расчете используется k-epsilon realizable модель турбулентности.

Рисунок 6 – Модель турбулентности.

Тип входной границы задан как «velocity-inlet», скорость потока равна 20 м/с.

Рисунок 8 – Настройка входной границы.

Граница выхода имеет тип «Pressure Outlet».

Рисунок 9 – Настройка выходной границы.

На остальных гранях параллелепипеда применено граничное условие «Симметричности» (symmetry) (стенка без прилипания).

Так как задача решается итерационным методом, необходимо задать первоначальные значения в узлах сетки.

Для решения данной задачи была использована «

В расчете контролируется сила, действующая на ось x (сила лобового сопротивления или Drag force) и момент по оси z (момент тангажа или Mz).

В процессе расчета величины силы лобового сопротивления и момента тангажа будут отображаться в виде графиков. Настройка отображения значений лобового сопротивления и момента тангажа на графиках показана на рисунках….

Рисунок 10 – Настройка отображения графиков лобового сопротивления и момента тангажа.

Рисунок 11 – Настройка отображения силы лобового сопротивления для исследуемого тела.

Результаты

Рисунок 12 – График невязок.

Рисунок 13 – Отображение значений сил на границе «wall».

Рисунок 14 – Отображение значений моментов на границе «wall».

Рисунок 15 – Поле распределения давления по поверхности тела.

Рисунок 16 – Линии тока.

Заключение

Было проведено численное моделирование обтекания тела в потоке. По его результатам были получены значения силы лобового сопротивления и момента тангажа. Также были получены поля распределения газодинамических параметров по поверхности исследуемого тела.