Определение позиционных сил

При определении позиционных сил в аэродинамической трубе поток натекающего на модель воздуха имеет постоянную скорость. Постоянны так же углы, определяющие положение вектора скорости относительно модели (углы атаки и дрейфа) и углы отклонения рулей. Следовательно, движение воздуха относительно модели будет установившемся.

Измерив на аэродинамических весах составляющие силы и момента , найдем:

(4.20)

Где S –миделево сечение, вычисляемое по формуле (4.21)

Для модели 1 S= 0.126; Для модели 2 S= 0.2235

- набегающий поток, L –Длина объекта.

В проекте Flow Simulation в дереве анализа выбираем функцию Goals (Цели), Insert global goals (Добавить общие цели), из появившегося списка выбираем X – Component of Force (Компоненту силы действующей по оси Х), нажимаем ОК. Затем выбираем добавить Equation Goal (Рассчитываемая цель), в открывшемся окне можно записывать формулы, которые в процессе проведения эксперимента будут автоматически просчитываться. Из дерева анализа выбираем GG X - Component of Force1, она появится в окне Expression, используя клавиатуру, дописываем выражение до следующего вида: ({GG X - Component of Force1}*2)/(1000*0,126*14,9*14,9).

Рис. 21 - Задание соотношений для расчета

Теперь задачу можно запускать на счет. Выбираем Flow Simulation, Solve, Run, в открывшемся окне выбираем кнопку Run.

В открывшемся окне Solver по умолчанию открыты два окна Log и Info. Но так же есть возможность получить различную информацию о ходе решения задачи. Щелкнув Insert (Вставить) и одну из следующих опций, можно получить следующую информацию.

• Окно Log (События) показывает время совершения событий во время расчета, таких как создание сетки, начало расчета, адаптация сетки к решению задачи и т. д.

• Окно список целей показывает текущие, средние, максимальные и минимальные значения, а так же значение критерия установленного для цели, дельта, значение которой должно быть меньше критерия для завершения решения, и индикатор сходимости цели.

Рис. 22 - Окна Log, Info, List of goals

· Окно Preview (предпросмотр) — картина (текущих) результатов решения задачи в заданной плоскости, полученная на последней выполненной итерации (последнем шаге по времени). Если опция Auto update (Автоматическое обновление) не отмечена в диалоговом окне Preview Settings (Установки предпросмотра), то для обновления картины щелкните Calculation, Update Previews (Расчет, обновить картины). Картины могут быть представлены в виде заливок (Contours), изолиний (Isolines), или векторов скорости (Velocity vectors). Можно задать периодичность (в итерациях) сохранения обновляемых картин в виде bmp-файлов, что позволит в дальнейшем, при анализе сходимости решения, рассматривать поведение не только целей, но также картин физических параметров во время расчета.

Рис. 23 - Распределение скорости по поверхности подводного аппарата.

По завершению решения задачи с установленной скоростью 14,9 м/с, и уровне расчетной сетки 5, для модели 1 получены следующее результаты:

Cx = 0.13337

При расчете модели 2, при скорости 23,1 м/с и уровне расчетной сетки 5, получены следующие результаты:

Cx = 0.15

Для того, чтобы определить производные, необходимо задать углы атаки и дрейфа. Осуществить это можно двумя способами:

1-ый способ: Чтобы повернуть исследуемый объект на нужный угол, нажимаем вкладку Вставка, далее подменю Элементы, где выбираем команду Переместить/Копировать.

В открывшемся меню, выбираем тело вращения, выставляем координаты точки, относительно которой осуществляется вращение и задаем углы вращения. Пример для модели 1 изображен на Рис.

Рис. 24 - Пример задания углов атаки(дрейфа).

Этот метод не слишком удобен при использовании в сборках, так как после вращения, необходимо заново задавать сопряжения.

Гораздо удобнее в этом плане способ 2: [12]

Задаем углы атаки и дрейфа при помощи добавления компонент скорости по оси Y и Z. График распределения вертикальной составляющей скорости при разных углах атаки представлен на Рис. 23

Рис. 25 - Графическое представление распределения вертикальной состовляющей скорости.

Вычисление коэффициентов , производится согласно формулам (4.20), задание формулы производится следующим образом:

Выбираем функцию добавить Equation Goal (Рассчитываемая цель), в открывшемся окне можно записывать формулы, которые в процессе проведения эксперимента будут автоматически просчитываться. Из дерева анализа выбираем GG Z - Component of Torque 1, она появится в окне Expression, используя клавиатуру, дописываем выражение до следующего вида: {GG Z - Component of Torque 1}*2/(1000*14,9*14,9*0.126*4.5).

Рис. 26 - Задание соотношений для расчета

На рисунках 27 и 28 отображены зависимости коэффициентов и от углов атаки и дрейфа, для модели 1.

Рис. 27 – зависимость от угла атаки

Рис. 28 – зависимость от угла дрейфа

По завершению решения задачи, для варианта №1, получены следующие результаты:

На рисунках 29 и 30 отображены зависимости коэффициентов и от углов атаки и дрейфа, для модели 2

Рис. 27 – зависимость от угла атаки

Рис. 30 – зависимость от угла дрейфа

Проведя аналогичные расчет для модели варианта №2, при скорости в 23,1 м/с, получили следующие результаты:

Дата добавления: 2015-10-29