ONERA M6 机翼的 CFD 分析 – 第 1 部分几何建模

在 Solidworks 中对 ONERA M6 机翼进行 CAD 建模，并在 Spaceclaim 中创建域，用于后续的 CFD 研究

讲师：Sijal Ahmed

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您将学到什么

• 了解测试案例并获取有关 ONERA M6 机翼的重要数据，例如翼型坐标、3D 细节等。
• 根据 AGARD 报告中给出的规格，使用 Solidworks 创建精确的 CAD 模型
• 在 Spaceleclaim 中创建完整模型和域，以便在 ICEMCFD 中进行网格划分
• 为不同部分创建命名选择/边界条件

探索相关主题

• 计算流体动力学（CFD）
• 其他 IT 和软件
• 信息技术与软件

要求

• 空气动力学基础知识
• CAD 建模和 Solidworks 的基础知识
• Spaceclaim 基础知识

描述

ONERA M6 是 CFD 验证的经典测试案例。虽然几何形状简单，但流场涉及复杂的流动特征，例如跨音速流动（马赫数 0.7 – 0.92）和冲击、边界层分离等。ONERA M6 机翼由 ONERA 空气动力学系于 1972 年设计，作为研究三维高雷诺数流动的实验几何形状。ONERA 是一种后掠翼，翼展为半跨度。它是 M5 机翼的外部三分之一，没有扭曲。

在这个由三部分组成的课程系列中，您将学习根据 Schmitt、V. 和 F. Charpin 编写的 AGARD AR 138 1979 提供的数据对 ONERA M6 机翼进行 CFD 分析。

第 1 部分（本课程）涉及根据上述参考资料在 SolidWorks 中进行几何建模以及在 SpaceLaim 中创建域。第2 部分将教您如何在 ICEMCFD 中为同一机翼创建高质量的六面体网格。考虑解决边界层和冲击波。第三部分将教您如何在 Fluent 中进行高质量的 CFD 分析以及对升力和阻力系数等数据的后处理。以及不同跨度位置的压力系数。

本课程的学习成果： 1. 在本三部分课程/教程结束时，学生将能够使用各种湍流模型和适当的 Y+ 值对跨音速条件下围绕 3D 几何的外部、粘性、可压缩流进行 CFD 模拟。

2. 学生将能够理解/学习高保真 CFD 分析涉及的所有过程，例如几何创建、网格划分、CFD 设置、解决方案和后处理。

3. 学生将能够根据 AGARD 报告中的实验数据验证 CFD 结果。

4. 将涵盖以下内容：

• Solidworks 中的几何图形生成
• Spaceclaim 中的半球域
• ICEMCFD 中的六面体网格划分
• 网格导入、边界条件指定、材料特性、求解器设置、报告定义、混合初始化等。
• 稳定状态，三维雷诺平均纳维-斯托克斯
• Spalart-Allmaras、K-Epislon、剪切应力输送 SST 和过渡湍流模型
• 二阶迎风流格式
• 可压缩隐式求解器
• 无滑移壁面、对称性和压力远场边界条件
• 使用 Fluent 2022 R1 中的最新选项实现收敛加速
• 并行求解器
• 结果后处理
• 根据实验数据验证结果。
• 基于升力和阻力系数的解决方案收敛评估。

资源：您将在本课程中获得以下资源

1. 所有幻灯片

2. AGARD 报告

3. 所有文件包括几何图形、域、六面网格、解决的案例和数据文件、数据的 excel 文件、机翼坐标以及来自 NASA 的几何图形。

问题设置

该问题将解决以下条件下机翼周围的流动问题：

• 自由流温度 = 288.15 K
• 自由流马赫数 = 0.8395
• 攻角（AOA）= 3.06 度
• 雷诺数 = 11.72E6
• 平均气动弦长 = 0.64607 米

这些跨音速流动条件将沿升力翼的上表面引起典型的“lambda”冲击。

本课程适合哪些人：

• 本课程适用于想要了解 ONERA M6 机翼 CFD 建模和 CAD 建模的学生
• 任何有兴趣学习高级 CFD 分析的人