CFD-FASTRAN中文培训算例文档

目录

1. 绕NACA-0012翼型的湍流流动模拟（结构求解器） .................................................... 2

1.1 FASTRAN 软件湍流模型简介 .............................................................................. 4

1.2 FASTRAN软件边界条件简介 ............................................................................... 7

1.3 FASTRAN软件空间格式、限制器和时间格式简介 ............................................... 9

1.4 FASTRAN软件气动力的输出 ..............................................................................11

2. 化学反应-热化学非平衡算例 ...................................................................................... 15

2.1 FASTRAN软件化学反应类型(化学反应速率计算方式) ....................................... 19

3. 使用Chimera网格模拟绕三维圆柱的湍流流动 ........................................................... 26

3.1 关于嵌套设置时的Buffer Layer和Fringe Layer .................................................. 30

3.2 避免嵌套出错的一点提示 .................................................................................. 36

4. 翼型俯仰的非定常模拟-指定运动算例 ........................................................................ 37

5. 油箱投掷的非定常模拟-六自由度算例一..................................................................... 48

6．导弹级间分离的非定常模拟-六自由度算例二............................................................. 63

6.1 如何确定推力模型施加边界编号以及如何输入推力模型文件 ............................. 78

7. AGARD 445.6机翼静气弹分析.................................................................................... 81

7.1 并行计算设置步骤 ............................................................................................ 91

CFD-FASTRAN工程师周欣欣：QQ：178079641 E-MAIL：xinxin.zhou@http://www.77cn.com.cn CFD-ACE+工程师熊熠：QQ：47879136 E-MAIL：yi.xiong@http://www.77cn.com.cn

CFD-ACE+工程师朱祥德：QQ：153579745 E-MAIL：xiangde.zhu@http://www.77cn.com.cn

1. 绕NACA-0012翼型的湍流流动模拟（结构求解器）

此算例包含以下方面：

读入DTF数据文件，建立FASTRAN模型

选择求解问题类型

设置流体参数例如分子量等

选择合适的湍流模型

设置合适的边界条件

设置流场的初始值

设置解的迭代

选择一个合适的空间和时间格式

设置CFL数

设置气动力输出

后处理结果显示

问题描述：

绕NACA0012翼型的湍流流动

来流的马赫数约为0.55，攻角为8.34

基于翼型弦长为特征长度的来流雷诺数为

9E+06

启动CFD-FASTRAN的图形用户界面：

选择File-Open，打开naca.DTF 文件，点击确认出现下图。

上图中有一些模型相关的信息，例如网格的块数、网格数、以及DTF数据版本和流场界限等等。点击OK，计算模型的轮廓出现在可视化图形窗口中。

选中控制面板的问题类型栏（PT，如图示）：

FASTRAN在设置问题类型时，第一项是必须要选的，也就是说流场是必须要求解的。当前问题情况仅仅涉及流场求解，因此可以保持缺省设置，只选中可压缩流动选项即可。

选中控制面板的模型选项栏（MO），在这里可以设置全局和流动参数。

在Global-Title(此为标题)栏输入：Turbulent flow past a NACA-0012 Airfoil。此处输入用于描述问题类型，对求解没有影响。在Polar选项下选择：非轴对称。针对二维问题，此处可以选择是否是轴对称问题，在模型和流场均为轴对称的情况下，选择轴对称问题类型可以大大简化求解设置，减少求解时间。需要说明的是，FASTRAN求解轴对称问题时，对称轴必须是X轴。

选择Flow分栏设置流动参数：

其中，选择理想气体模型并选择湍流模型（求解N-S方程），理想气体特性参数保持默认（分子量和比热比Gamma），粘性系数计算选择Sutherland公式，普朗特数保持默认不变，选择带壁面修正的K-Epsilon湍流模式。（具体设置如下）

分子量和比热比默认为空气，从音速计算公式可知，如果更改这两个参数将会影响当地音速。粘性系数可以设置为常数或者通过Sutherland公式计算求得，Sutherland公式是根据当地温度来求解粘性系数的，在温度不是很高的情况下可以选择Sutherland公式，从而更精确的计算粘性系数。普朗特数是粘性系数和导热系数的比值，此处保持默认即可。

AT3/2

FASTRAN软件中所使用的Sutherland公式： T

B

1.1 FASTRAN 软件湍流模型简介

目前FASTRAN中有7种湍流模型，包括三个两方程模型、三个一方程模型、一个代数即零方程模型。其中DES和DDES模型分别为脱体涡模拟和延迟脱体涡模拟，这两种湍流模型在近物面区采用雷诺平均方法，在其它区域采用大涡模拟方法，兼具前者计算量小和后者能模拟大分离湍流流动的优势。此模型可以精确计算近场的压力脉动，从而可以耦合其它软件用于求解气动噪声等问题。剩下五种湍流模型常常应用于工程计算。

其中，带壁面函数的k 湍流模型所增加的两个参数即湍动能k和耗散率 （外流场计算情况）和k 湍流模型所需要输入的参数比耗散率 计算公式如下：

式中：U -来流速度

-来流密度 lam-来流的动力粘 …… 此处隐藏：7249字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……