Форумы paraplan.ru ParaForum Теория FlowVision и другие. Аэродинамика
cat_
АвторТемы
пилот выходного дня
16 Фев 2013
FlowVision и другие. Аэродинамика
Вопрос простой.

1 Кто нибудь использует или пробовал анализировать профиль крыла с воздухозаборником с помощью FlowVision? Результаты?

2 Другой софт для анализа применительно к профилю крыла с воздухозаборником. Возможно более точные расчеты?
ingener
пилот выходного дня
17 Фев 2013
Re: FlowVision и другие. Аэродинамика
Цитата:
Возможно более точные расчеты?
Вопрос не имеет смысла, так как невозможно изготовить параплан с точным профилем, да еще не изменяющимся в зависимости от режимов обтекания.
Использование программ моделирования процессов обтекания и в большой авиации имеет смысл только для выявления тенденций изменения, а не получения абсолютных результатов. А уж о парапланах с их воздухозаборниками, имеющими острые кромки с радиусом закругления, соизмеримым с длиной свободного пробега молекулы воздуха, и говорить нечего. Для получения точных результатов для парапланерного профиля с воздухозаборниками нужно моделировать реальный воздух, а не идеальный газ. А точности все равно не будет, так как реальный профиль будет очень сильно отличаться от заложенного в программу.
ЯнекРут
17 Фев 2013
Re: FlowVision и другие. Аэродинамика
Цитата:
да еще не изменяющимся в зависимости от режимов обтекания.
Учитывая, что работает только первые 30% профиля все эти изменения в полете есть писи сиротки аси.
serg266
(аноним)
22 Ноя 2015
Re: FlowVision и другие. Аэродинамика
Работал в FV2, последние годы в FV HPC. Думаю, что уже можно ставить задачи аэроупругости достаточно точно в связке FV HPC - Abaqus. В CFX есть расчёт натурного паруса яхты (там было более 100000000 ячеек). Ещё в 70-х годах в МВТУ (каф. М1 - ЛА) была диссертация по аэроупругости надувного крыла (метод дискретных вихрей - деформация оболочки). Что на это скажет Александр Щеляев? С уважением, Сергей Королёв.
DesertEagle
Гость
17 Фев 2013
Re: FlowVision и другие. Аэродинамика
Цитата:
1 Кто нибудь использует или пробовал анализировать профиль крыла с воздухозаборником с помощью FlowVision? Результаты?
Вот пример продувки в FlowVision 2.3 профиля с воздухозаборником и без. Профиль NACA 4415 на угле атаки 10 град. Взято из этого документа из этой ветки: http://paraplan.ru/forum/post/1268830. Соответственно, можно обратиться напрямую к автору работы насчет деталей симуляции.



Цитата:
2 Другой софт для анализа применительно к профилю крыла с воздухозаборником. Возможно более точные расчеты?
Они все считают примерно одинаково по точности. Суть в том, что во внешнем редакторе надо сначала создать трехмерную или двухмерную модель профиля в одном из распространенных стандартов. Потом эту модель нужно открыть в любом CFD пакете (общее название программ для расчета гидродинамики, куда входит и упомянутая FlowVision) и задать условия обдувки - ограничивающий объем пространства, одну стенку которого задать как дующую ветром со скоростью полета, заднюю как свободно пропускающую воздух, а боковые как не влияющие на поток. А также разрешение сетки, влияющей на точность (и время) расчета.

На выходе прога покажет гидродинамическую силу, с которой поток давит на тело (обычно по осям Fx, Fy, Fz). Если профиль был расположен под рабочим углом атаки к потоку, то Fy сразу можно трактовать как подъемную силу, а Fx как сопротивление. Также прога покажет момент Mx,My,Mz, из которого можно вручную найти точку на теле, где к телу была приложена равнодействующая сила. Это по сути будет центр давления на профиле.

Аэродинамические коэффициенты Cy и Cx придется тоже высчитывать вручную по классической формуле Lift=Cy*p*S*V^2/2, так как нам теперь известны все переменные: Lift = Fy, а площадь крыла и скорость потока мы знаем из размером модели и условий продувки, которые сами задавали.

Насчет точности... Самая большая проблема любого пакета по расчета аэродинамики это определение точки разделения потока. Насколько я знаю, точно эта проблема до сих пор в мире не решена. Как было основной задачей лет 50 назад, когда ее находили совсем другими способами, так и осталась, но теперь уже в численных продувках. А это в первую очередь означает, что в таких пакетах сложно точно посчитать сопротивление профиля. Соответственно, точность определения Cx и аэродинамического качества оставляет желать лучшего. Точнее, результат нужно обязательно сверять с альтернативными методами, если требуется гарантия точности. Решается, как правило, уменьшением сетки и грамотным заданием граничных условий.

А вот подъемная сила в этих прогах определяется нормально даже на низких разрешениях, получается что-то вроде отскакивания молекул от плоской пластинки, почти без учета обтекания профиля. Поэтому грубые прикидочные расчеты по общей компоновке ЛА там работают отлично.

На практике, каждый такой CFD пакет имеет так называемые валидационные примеры - стандартные модели, по которым известны данные из реальных продувок. Обычно это симметричный профиль NACA 0012 или что-то в этом роде. Поэтому для более менее адекватной продувки надо просто смотреть прилагаемый к проге пример и использовать те же настройки разрешения сетки, расстояния от профиля до стенок ограничивающего объема и т.д., которые были в примере. Результат будет нормальным! )
Lesy
пилот XC
17 Фев 2013
Re: FlowVision и другие. Аэродинамика
Я пробовала, пыталась рассмотреть динамику потока, обтекающего крыло с заборником на разных углах атаки.



Использовалась адаптивная сетка, до 2,5 см в ячейке, при хорде крыла 2,5 м

Угол атаки 6,3 град для скорости 10,5 м/c.


Угол атаки 7,15 град для скорости 8,5 м/с с поджатыми клевантами.


Пыталась довести сетку до 0,5см но у меня не хватило терпения, мой Core 2 Duo за 3 дня просчитал только 1сек. процесса с сеткой 1см.
Так как за это время могли еще не прекратиться переходные процессы, результат для себя посчитала не удовлетворительным.

123.gif

Вообщем жду появления персональных квантовых компьютеров.
cat_
АвторТемы
пилот выходного дня
17 Фев 2013
Re: FlowVision и другие. Аэродинамика
Цитата:
Инженер: Для получения точных результатов для парапланерного профиля с воздухозаборниками нужно моделировать реальный воздух, а не идеальный газ. А точности все равно не будет, так как реальный профиль будет очень сильно отличаться от заложенного в программу.

В FlowVision в расчет можно заложить реальный газ... При постройке своего параплана Вы упомянули, что некоторые профили продували сами и расчитывали. Каковы расхождения в цифрах?
ЗЫ в
Цитата:
Взято из этого документа
Юрий Васильевич для анализа использовал именно FlowVision. Не думаю, что большом расхождении теории и практики это было бы целесообразно.

Цитата:
DesertEagle: Вот здесь http://www.kiting.org.ua/forum/index.php/mv/msg/1023/13772/#msg_13772 К сожалению, для парашютного профиля с воздухозаборниками реальное качество на порядок (то есть в 10 раз) меньше, чем теоретическое. Плюс стропы и пилот еще в полтора-два раза его снижают. Поэтому если на картинке Cl/Cd (оно же на основном экране обозначается как L/D) 120 единиц, то реально это не более 6..8 единиц. Аэродинамическое качество на разных углах атаки разное. Обычно за основной полетный угол принимают либо угол с наибольшим аэродинамическим качеством, либо немного в сторону меньшего снижения (зависит от целей разработчика).

Иными словами в QFLR5 вообще невозможно посчитать профиль с воздухозаборником? Получается что производители не считают а изготавливают гору прототипов и выбирают лучший по практике испытаний?


Цитата:
Lesy Я пробовала, пыталась рассмотреть динамику потока, обтекающего крыло с заборником на разных углах атаки.

Замечательный пример. Какие получились данные для исходного профиля и для профиля с воздухозаборником. Расчетное качество. В какой версии сделан программы расчет. Если под рукой - выложите проект.
Редактировалось: cat_ (17 Фев 2013), всего редактировалось 1 раз(а)
Lesy
пилот XC
17 Фев 2013
Re: FlowVision и другие. Аэродинамика
Версия FV 2.05.04

Проекты выгрузила - ТЫК
cat_
АвторТемы
пилот выходного дня
17 Фев 2013
Re: FlowVision и другие. Аэродинамика
Спасибо за проекты.


К сожалению уеду на две недели. Бук эти расчеты не потянет. Если у кго есть возможность сделать анализ качества для открытого и закрытого профиля для этих примеров?


ЗЫ Версия FV 2.05.04 - бесплатна для использования
ingener
пилот выходного дня
17 Фев 2013
Re: FlowVision и другие. Аэродинамика
Цитата:
При постройке своего параплана Вы упомянули, что некоторые профили продували сами и расчитывали. Каковы расхождения в цифрах?
Всерьез количественные результаты и не пытался сравнивать. Продувка на ветру - это не продувка в аэродинамической трубе. Хотя и ближе к реальным условиям эксплуатации.
DesertEagle
Гость
18 Фев 2013
Re: FlowVision и другие. Аэродинамика
Имхо, в прогах нужно продувать готовый элемент крыла из нескольких секций. Двухмерный случай слишком уж условен и далек от реальности. Чисто для сравнения двух разных профилей можно конечно, но матрасность, швы и складки могут запросто нивелировать эту найденную разницу между двумя плоскими профилями.

А целиком параплан продувать пока нет смысла., слишком ресурсоемкая задача. Я попробовал как-то запустить, но понял что бесполезно)). При грубой сетке это ничего не даст, а достаточно мелкую комп не тянет. Хотя было бы интересно сравнить результаты продувки _всего параплана_ с известными данными из реального полета. Заодно была бы понятна точность таких расчетов, без поправочных коэффициентов и пересчетов.

(стропы эмулировались цилиндрами соотв. диаметра, так что модель была почти честной, хоть и без арочности пока)
DesertEagle
Гость
18 Фев 2013
Re: FlowVision и другие. Аэродинамика
Если же говорить о симуляции всего параплана, то сейчас видимо есть только одна более менее нормальная альтернатива - это проги с методом дискретных вихрей (VLM и панельные методы), лучшими представителями которых являются XFLR5 и FLZ Vortex. Это аналитический метод, но учитывающий удлинение, арочность, индуктивной сопротивление, все что как раз важно для парапланов. Кроме того, они хорошо работают с низкими Re в парапланерном диапазоне. В обоих прогах есть возможность создать модель их формате. В XFLR5 для этого надо копать ее исходники, а в FLZ Vortex формат файлов и так ясен, достаточно открыть его в Блокноте.

Правда в базовой версии метод VLM работает только со средней линией профиля, толщина как бы не учитывается (хотя в XFLR5 есть модификации, учитывающие). Поэтому для продувки отдельных профилей они плохо годятся, а вот для динамики всего купола, определения запасов устойчивости и возникающих на крыле моментов, очень даже неплохо! По крайней мере те модельки самолетов и планеров, что я в них проверял, неплохо сошлись с реальными данными. Правда параплан продувать в них я не пробовал, поэтому о точности расчет для парапланов, ничего сказать не могу.
ПРАКТИК
Гость
20 Апр 2016
Re: FlowVision и другие. Аэродинамика
Потратил пару месяцев, немного получилось продуть параплан 3D в XFLR5, не LLT и VLM, а именно 3D Panels.
Правда нужно понормальному поставить на ухо профиль нулевой толщины, но прога не продувает так и пришлось пока ставить обычный, но думаю это решаемо, если поставить профиль например пару %, правда комп будет продувать очень долго, у меня он старый.
Результат все равно полезный, но нужно учитывать, что нет строп и пилота, воздухозаборников и матрасности (эти поправки, можно потом добавить в расчеты, пересчитывая результат, можно в %) т.е. думаю поляры должны быть сдвинуты, пока еще думаю, куда, насколько и как, надо еще думать и продолжать расчеты. Некоторые поляры мне не нравятся, особенно Vz-Vx, Cl-Alpha, Cl-Cd (видимо маштаб по осям разный), еще читал, что прога может верх тормашками поляры перевернуть , надо поискать какие.

Синие поляры - поляры скоростей;
Красные поляры - поляры сил и моментов.
Не обращайте внимание, что они лежат друг на друге, можно было и по отдельности сделать, но это не важно, важно смысл. Они расположены на разных осях, так что если смотреть на поляры скоростей, то смотреть на синюю, а на красную в принцепи не надо смотреть. Хотя на ней есть полезная вещь, можно поставить точку углов и видно будет, где на поляре расположен нужный нам угол атаки. Визуально удобно.


Давления:



Поляры скоростей:



Поляры:

Редактировалось: ПРАКТИК (20 Апр 2016), всего редактировалось 2 раз(а)
ingener
пилот выходного дня
20 Апр 2016
Re: FlowVision и другие. Аэродинамика
Цитата:
Потратил пару месяцев, немного получилось продуть параплан 3D в XFLR5, не LLT и VLM, а именно 3D Panels.
А почему угол атаки 0?
Получить бы распределение давления при разных углах атаки - вот и была бы польза. Можно было бы выбирать верхнюю и нижнюю границы воздухозаборника на разном расстоянии от центра крыла. Да и с числом глухих секций на консолях можно было бы лучше определиться.
ПРАКТИК
Гость
23 Апр 2016
Re: FlowVision и другие. Аэродинамика
угол атаки можно поставить и другой, это я просто для наглядности поставил 0.
Крыло продуто от -5 до 25 градусов. Можно выбирать любой угол атаки и смотреть, куда поставить воздухозаборник. Там есть возможность увидеть разные сопротивления (давления и трения, индуктивное) и вихревые жгуты, где происходит разделение потока (стрелочки) я просто отключил их. Удалось поставить на ухо профиль 5 % толщиной, на результат поляр практически не повлияло, ставить 0 толщины прога не позволяет вроде продуть. Можно пробовать ставить меньше 5 % на уши. Крыло без воздухозаборников, прога их наверно не может поставить, как и стропы и пилота с подвеской, а может и можно как то импортировать парапланерную систему всю в XFLR5.
Редактировалось: ПРАКТИК (05 Окт 2016), всего редактировалось 5 раз(а)
ПРАКТИК
Гость
05 Май 2016
Re: FlowVision и другие. Аэродинамика
Одно крыло, разные профиля:



самое интересное, поляра крыла не совпадает с полярой продувки профилей, т.е. профиль один показывает при продувке (все профиля продувались с одинаковыми числами Re) мой профиль PD3.110 показал намного выше качество чем у других профилей (при правильно подобранном моменте тангажа, на балансировочном угле атаки в 6 градусов, Cm=0, на меньших углах он был со знаком+, на больших имел знак -), а на крыле показал меньше качество чем у профиля MH91.
ingener
пилот выходного дня
05 Май 2016
Re: FlowVision и другие. Аэродинамика
Цитата:
Одно крыло, разные профиля:
Вообще-то на параплан можно ставить почти любой профиль из практически применяемых и разницы особой не будет. Видимая в FlowVision разница возникает из условности начальной линии измерения угла атаки. За нее принимается линия, соединяющая крайние переднюю и заднюю точку профилей. А если за нее принять линию нулевого Су, то все линии на ваших графиках практически совпадут. Правда на графике CD-CL ничего не изменится, но этот график показывает теоретическое аэродинамическое качество самого профиля без параплана более 100, а на практике для парапланерного крыла бесконечного размаха достижимо максимум 40. То есть расчетную разницу в аэродинамическом качестве профиля можно вообще не принимать во внимание. Гораздо логичнее обратить внимание на минимизацию морщин на обшивке. У вас видимая разница аэродинамического качества параплана в целом получилась не из-за самих профилей, а из-за того, что вы включили в рассмотрение заведомо плохие (видно даже на глаз) профиля gnuLAB.

То же самое касается и момента. Он пренебрежимо мал по сравнению с маятниковым моментом параплана и на рабочих углах атаки на него можно не обращать внимание. И даже на околонулевых углах атаки, когда маятниковый момент стремится к нулю, На момент профиля можно не обращать внимание, так как центр давления при переходе Су через ноль устремляется в бесконечность перед крылом и момент определен только математически, как произведение бесконечно большой на бесконечно малую величину. А на практике все решает жесткость и точность выполнения профиля. В частности, ожидания того, что что согласно теории крылья с S-образным профилем вообще не должны складываться, как правило не оправдываются. Они складываются только немного реже, чем с обычными профилями. Это происходит потому, что при нулевом угле атаки парапланерное крыло теряет давление, жесткость и соответственно профиль.

Продувки в FlowVision полезны только для того, чтобы понять те процессы, которые должны происходить с парапланерным крылом, но на практике не происходят.
Редактировалось: ingener (05 Май 2016), всего редактировалось 1 раз(а)
ПРАКТИК
Гость
05 Май 2016
Re: FlowVision и другие. Аэродинамика
там моментные характеристики такие, потому-что, я там указал центр давления в кромке носика(как для примера), т.е. в нуле.
cat_
АвторТемы
пилот выходного дня
18 Фев 2013
Re: FlowVision и другие. Аэродинамика
Согласен. Набранный из секций с данными 2d продувки получим суммарный результат и с помощью коэфициентов приблизить к параметрам летающего прототипа. Но начало - все равно 2d продувка как профиля так и подвески с пилотом. Отдельно также стоит програмно продуть и концы крыла.
ingener
пилот выходного дня
18 Фев 2013
Re: FlowVision и другие. Аэродинамика
Да бросьте...
При современном состоянии программ и мощности компьютеров гораздо проще, дешевле и быстрее пошить прототип и реально его испытать. Основная проблема как раз в получении точных результатов реальных испытаний, а не в точном математическом моделировании. Ну насчитаете вы лучшее, чем у предыдущей модели качество на 0,01 единицы. А кто вам поверит, что это так в реальности?
DesertEagle
Гость
18 Фев 2013
Re: FlowVision и другие. Аэродинамика
Цитата:
Набранный из секций с данными 2d продувки получим суммарный результат и с помощью коэфициентов приблизить к параметрам летающего прототипа.
А индуктивное сопротивление? При такой маленькой скорости полета оно очень велико, если не ошибаюсь, до 25-50% от всего сопротивления параплана. Его через 2d профили его очень сложно будет пересчитать, ведь будет зависеть от формы крыла в плане, стреловидности и т.д.

Но насчет полезности 2d продувки профиля с воздухозаборником, полностью согласен! Даже визуальная картинка о многом может рассказать, особенно если задать воздухопроницаемость ткани (некоторые пакеты вроде позволяют). Добиться размера и положения, чтобы не было обратного вытекания вохдуха через воздухозаборник. Да и с областью давления можно поиграть, постаравшись приблизить профиль с воздухозаборником к таковому без него.

Но если честно, вряд ли из этого выйдет толк ). Характеристики ткани со временем плывут, воздухопроницаемость увеличивается, поэтому добиться постоянного результата не удастся.

Имхо, самое интересное - это реализовать продувку параплана через VLM метод. И написать макрос, который перебирал бы огромное количество вариантов с разным числом секций, арочностью, формой ушей и т.д. И нашел бы самый лучший вариант . Только подозреваю, что в итоге он просто выдаст симметричное эллипсовидное крыло с максимальным удлинением и минимальной арочностью .

Я лично в полноценных продувках несколько разочарован. Это отдельная сложная область знаний, можно всю жизнь посвятить ее изучению, а на парапланы просто не останется времени . Переписка с разработчиком выше как раз это характеризует. Я тоже как-то общался с разработчиками таких пакетов, чертовски умные ребята (при всем кажущемся примитивизме, лежащем в основе таких пакетов), но до действительно хорошего соответствия реальности, у таких пакетов еще очень далеко.

На практике сейчас простенькие программки типа XFLR5 обеспечивают достаточную точность продувки профилей, на основе которых можно делать летающие аппараты. Несколько крыльев (в основном, кайты), пошитые по XFLR5, все сразу полетели нормально без дополнительной настройки. Я специально следил за всеми проектами, которые рассчитывались перед пошивом по такой методике, так как самому было интересно, насколько точность расчет соответсвует реальности. Оказалось, что очень даже неплохо. Теперь почти уверен, что это можно смело использовать. Я имею ввиду базовые параметры, чтобы крыл просто полетел. А тонкую настройку, чтобы полетел хорошо, в любом случае придется делать вручную на прототипах. Похоже что программные симуляции еще не достигли такого уровня, чтобы все это посчитать.
ingener
пилот выходного дня
18 Фев 2013
Re: FlowVision и другие. Аэродинамика
Цитата:
И написать макрос, который перебирал бы огромное количество вариантов с разным числом секций, арочностью, формой ушей и т.д. И нашел бы самый лучший вариант.
Лучший вариант в смысле аэродинамического качества уже найден на практике с довольно высокой точностью. (Хотя с помощью простеньких макросов в Экселе я это сделал теоретически гораздо раньше. Да и другие конструкторы вероятно тоже перед тем как шить тоже что-то считали. Это не так уж и сложно. И игры с методом конечных элементов не так уж и нужны. Старые добрые методы масштабных аналогов и математической индукции гораздо проще и надежнее, хотя и не рисуют красивых наукообразных картинок на экране.) Это эллиптическое крыло с удлинением около 7,5 с малой арочностью. Таких крыльев уже много летает. Дальнейшее увеличение удлинения ведет к снижению аэродинамического качества из-за роста длины строп при дальнейшем увеличении размаха. Возможно при использовании более тонких строп и более обтекаемых подвесок удлинение можно будет еще увеличить, но ненамного. Но с существующими стропами и подвесками оптимум найден. Для кайтов в связи с особенностями их стропления оптимальное удлинение несколько выше.
ingener
пилот выходного дня
18 Фев 2013
Re: FlowVision и другие. Аэродинамика
Цитата:
стропы эмулировались цилиндрами соотв. диаметра, так что модель была почти честной,...
Идеальные цилиндры имеют в среднем процентов на 30 большее сопротивление, чем реальные стропы, а реальные стропы в зависимости от марки и состояния имеют разброс раза в полтора.
Вот и попробуй посчитать точно...

У меня вообще бродит мысль, что стропы перед стартом нужно натирать специально подобранными в зависимости от погоды мазями, как это делают лыжники.
AK
пилот выходного дня
05 Июн 2013
Re: FlowVision и другие. Аэродинамика
Натирать не надо. Оплётка строп шершавая (очень даже, отн. их диаметра) и турбулизирует поток, что есть хорошо, в данном случае.
capercraft
(аноним)
18 Апр 2013
Re: FlowVision и другие. Аэродинамика
Lesy, просьба откликнуться на мою просьбу произвести расчет воздушного потока в программе FlowVision . Техзадание вышлю . Игорь
Lesy
пилот XC
19 Апр 2013
Re: FlowVision и другие. Аэродинамика
Хорошо, Игорь, попробую, но я не профессионал, а скорее любитель.
yuriy-shved
17 Фев 2013
Re: FlowVision и другие. Аэродинамика
FlowVision при расчете двумерного обтекания имеет свои косяки (по крайней мере в версии 2.5 и менее). А именно, считает она все равно трехмерное течение, даже если боковым стенкам рассчитываемого объема присваивается параметр "Симметрия". В результате получается заниженное аэродинамическое качество профиля. Обходил я это, проводя вначале численный обсчет известного профиля, сравнивая расчетные и экспериментальные данные и получая из них поправочный коэффициент. Еще одна сложность - программа неоптимально строит адаптивную сетку на двухмерной модели. В результате приходилось строить сетку вручную. И после этого модель долго обсчитывалась, и выплывали веселости в виде протекания через стенку (на мультике в этой ветке такой эффект виден у носка профиля. Стрелка движения потока мелькает сквозь оболочку).
Но качественную картину программа обсчитывает хорошо. Я экспериментировал с различными формами и местами установки как воздухозаборников, так и сопловых щелевых элементов. Результаты с учетом поправочных коэффициентов меня удовлетворили. Считал также перепад давления на оболочке в районе носка для определения ее устойчивости.
Очень хорошее впечатление произвела техподдержка. С Александром Щеляевым (alex@flowvision.ru) я много и плодотворно переписывался, он терпеливо вникал в мои проблемы. Вам он, надеюсь, тоже сможет помочь.

Сравнение продувок с численным экспериментом имеет свои тонкости. Вот что писал об этом Александр:
Цитата:
во вложении работа одесситов по несжимаемой жидкости. Суть моей претензии в том, что мы опять не видим условия проведения эксперимента - ни степени турбулизации на входе, ни степени турбулизации вблизи объекта. А какая у них задняя кромка в эксперименте? Острая, тупая или скругленная? А на сколько отличается форма изготовленного профиля от того, что на бумаге? А ведь это напрямую влияет и я видел работы, где все это приводится... И это мы еще не говорим про разницу между двумерной и трехмерной постановкой задачи. Было бы интересно увидеть продувку данного профиля в другом пакете с такой же моделью турбулентности. Надеюсь скоро наши орлы завершат работу по новым граничным условиям, на основе экспериментальных профилей для членов уравнения турбулентности. Поглядим. А еще чуть попозже грядет большая доработка по следам работы с ребятами из ГосНИИАСа, где сидят товарищи давно занимающиеся турбулентностью.

При расчете надо понимать, адекватны ли выбранные расчетные методы и коэффициенты их настройки поставленной задаче. Для примера фрагмент моей с Александром 2009 года переписки:

Цитата:
Юрий Швед: Александр, здравствуйте. К теме несовпадения данных расчета и эксперимента появились новые данные. А именно: В моем случае, как Вы знаете, исследуется двумерное течение. Расчетная область вдоль течения имеет длину 42 метра. Скорость течения - 6 м/с. Согласно рекомендациям в Руководстве, для моего случая можно принять в неявной схеме фиксированный шаг 42/6/10=0,7 (кстати, там не разъяснено, почему задавать фиксированный шаг лучше, чем число КФЛ, и как определяются оптимальные пределы числа КФЛ, в том числе в неявном методе). Если принять данное число, то получаемые аэродинамические характеристики профиля оказываются наиболее низкими, при этом невязка и погрешность малы. Также оказываются малы и различия значений параметров на соседних итерациях. Выставив фиксированный шаг равным 0,2, я получил аэродинамическое качество профиля на несколько единиц выше и ближе к экспериментальному, при этом невязка и погрешность остались на столько же низкими, равно как и различия значений параметров на соседних итерациях. Если же я задаю не фиксированный шаг, а число КФЛ в неявной схеме (КФЛ=1 и Макс.шаг=1), то невязка по давлению и погрешность становится больше, различия значений параметров на соседних итерациях существенно увеличиваются, но при этом результаты расчета показывают аэродинамическое качество профиля существенно выше и ближе к экспериментальному на исследуемом угле атаки (К=25 на 10 градусах). При этом во время расчета в графе "Шаг по времени" отображается совсем мизерное число - 0.00011281. Может быть загвоздка связана с настройкой именно этих параметров? Уточните пожалуйста, какой выбор шагов наиболее приемлем в моем случае?
Цитата:
Александр Щеляев: Вообще, разницы между Курантом и физическим шагом никакой нет, в принципе. Просто в первом случае Курант постоянный, а шаг интегрирования, рассчитываемый на его основе и на основе явного шага в области, может гулять от итерации к итерации. Если задавать явным образом шаг интегрирования, то имеем постоянный итерационный параметр. Тут уж дело вкуса. Мы обычно привязываемся к Куранту, т.к. это позволяет быстро оценить порядок шага интегрирования в тех задачах, где непонятная величина характерной длины пролета. Просто это удобно. К вопросу о влиянии Куранта на ход решения, то советую поглядеть как себя ведет какая-нибудь характеристика по итерациям. Возможно, что когда мы шагаем с большим шагом, то искусственно размазываем решение и невязка падает. Если идем с малым шагом, то невязка может скакать, т.к. мы более углубляемся в нестационарность процесса, но, вполне возможно, что вы видите еще неустановившееся решение. К вопросу о профилях. Не далее как вчера общался с ребятами из ФАЛТ МФТИ, что рядом с цагами сидят. Они еще раз подтвердили мой тезис, что при сравнении расчета с экспериментом, касаемо двухмерных задач, нужно очень и очень тщательно подходить к тому что это за эксперимент. Они уже отправили в мусор большую часть атласов профилей.

В качестве альтернативы можно работать с SolidWorks Flow Simulation. Ограничения последней по сравнению с FlowVision к нашим задачам не относятся.

P.S. Витальевичи мы.
Редактировалось: yuriy-shved (17 Фев 2013), всего редактировалось 4 раз(а)
cat_
АвторТемы
пилот выходного дня
17 Фев 2013
Re: FlowVision и другие. Аэродинамика
Многое начинает прояснятся. Чуствуется большая практика по этому вопросу.

Цитата:
FlowVision при расчете двумерного обтекания имеет свои косяки (по крайней мере в версии 2.5 и менее).
- т.е. стоит использовать более поздние версии программы?

Цитата:
Выставив фиксированный шаг равным 0,2, я получил аэродинамическое качество профиля на несколько единиц выше и ближе к экспериментальному, при этом невязка и погрешность остались на столько же низкими, равно как и различия значений параметров на соседних итерациях.
- это условия с учетом Ваших поправочных коэфициентов или непосредственный расчет? Какова средняя величина поправки на качество и что более точно расчитывается Cy или Cx ? Смею предположить, что большая погрешность именно из-за Cx
yuriy-shved
17 Фев 2013
Re: FlowVision и другие. Аэродинамика
По возможности да. Но проверочный расчет все равно пригодится. Так вы проконтролируете себя. Если примененная матмодель, ее коффициенты и параметры расчетной сетки/граничных условий правильны, то и результат будет близким к эксперименту.
Цифры относились к непосредственному расчету. Поправочные коэффициенты имеют смысл только после всех оценок и расчетов, в последнюю очередь.
Augn
пилот выходного дня
02 Апр 2013
Re: FlowVision и другие. Аэродинамика
FloWorks в SW пробовал, дул целиком полкрыла, без воздухозаборников,
была идея выяснить оптимальную форму в плане и крутки.

Во-первых, выяснилось, что нужен суперкомпьютер. Считалось сутками.
Во-вторых, результаты в разы отличаются от выбора коэффициентов, значения
которых взять неоткуда. То есть, подразумевается, что нужно их подбирать
для точного соответствия, проводя при этом натурные замеры. Работа будет
двойной. Это оправданно в случае крупной серии или большой рентабельности.
В-третьих, кое-что полезное все же выяснилось, по видимым линиям течения в 3D,
а именно картина обтекания законцовок оказалась довольно необычной.
Несмотря на невысокое соответствие с реальностью, удалось сравнить модели с разной
арочостью, сужением и круткой и сэкономить массу средств и времени на шитье
нескольких прототипов (впрочем, один "лишний" в результаты веры в истинность
мегарасчетов, был все-таки пошит).

Относительно воздухозаборников-на их острых кромках просчитать
ничего невозможно: разве что сделать там сетку 0,01 мм,
сравнимую с толщиной ткани.

Угол атаки 7.15 градусов крыло при таком отклонении клевант (Су около 2,2)
соответствует скорости реального крыла ~5,5 м/с, а не 8,5 м/с.
a_schelyaev
23 Дек 2017
Re: FlowVision и другие. Аэродинамика
Друзья,

буду рад ответить непосредственно на все вопросы по моделированию в FlowVision.

Предвосхищая многие вопросы сразу хочу расставить точки над Ы в вопросах моделирования обтекания такой неудобной для моделирования обтекания формы как крыло.
Во-первых, все зависит от числа Рейнольдса. Если это малые рейнольдсы порядка сотни тысяч, то мы попали. Придется мельчить сетку, ловить точку перехода, которая в общем случае может висеть уже в оторвавшемся от крыла потоке, а после турбулизации поток присоединяется обратно на крыло. Ловить такие вещи можно, но это в некотором роде искусство расчетчика. Мы с ЦАГИ потратили 3 года на понимание этого эффекта в расчетах и работы по автоматизации этой кухни продолжаются.

Во-вторых, все зависит от режима обтекания - отрывное или безотрывное. Если есть отрыв, то нужно мельчить сетку, чтобы точно предсказать точку отрыва, потому что точка отрыва есть точкой встречи двух потоков. Один поток по направлению совпадает с набегающим, а второй после точки отрыва течет как-то по своему - в ту же сторону, но с сильными вторичными возмущениями или ему навстречу (в зависимости от глубина отрыва). Сила трения имеет разый характер до и после точки.

В любом случае вывод для нас для всех печальный - расчет крыла это удел суперкомпьютерных вычислений. Нужно иметь от 20 до 60 млн расчетных ячеек на такие задачи.
Если уважаемому сообществу нужно, то мы можем замутить расчетный проект, который будет общественно полезен для всех, а не для отдельных изготовителей паракрыльев.
Редактировалось: a_schelyaev (23 Дек 2017), всего редактировалось 1 раз(а)
ingener
пилот выходного дня
23 Дек 2017
Re: FlowVision и другие. Аэродинамика
Отрыв потока с самого начала в любом случае есть. Потому что обтекание в любом случае начинается с острой кромки воздухозаборника. Это если не считать мелкие секции без воздухозаборников на концах крыла. Но там такая точность исполнения профиля, что говорить о расчетах даже как-то неудобно. Да и швы для раскраски купола как правило выглядывают за пограничный слой. Слава богу, что турбулентное обтекание начинается сразу с острой кромки воздухозаборника и немного маскирует все швы.

Но в любом случае начало турбулентного потока прямо с кромки воздухозаборника и само ее наличие вносит существенные отличия, которые выделяют парапланерное крыло среди всех остальных уже хорошо изученных профилей. Кроме того, принципиально тупая задняя кромка так же вносит немало отличий от обтекания обычных хорошо изученных профилей. Ну а ячеистость поверхности крыла вообще заставляет отказаться от рассмотрения двумерных моделей обтекания. Так что на базе готовых программ говорить о сколько-нибудь полезном моделировании парапланерного крыла не стоит. Тут нужно все начинать сначала. Приспосабливать методы изучения обтекания трехмерных тел именно для расчетов создаваемой ими подъемной силы. Это огромная работа, требующая экспериментального отбора наиболее точных методов математического моделирования. Не думаю, что она когда-нибудь окупится, если ячеистое крыло не будет широко применяться в промышленных целях.

Так что нам, парапланеристам, еще долго летать на начерченных по наитию, а не на выверенных математикой профилях.
mzeddd
пилот выходного дня
27 Дек 2017
Re: FlowVision и другие. Аэродинамика
Цитата:
Если уважаемому сообществу нужно, то мы можем замутить расчетный проект, который будет общественно полезен для всех, а не для отдельных изготовителей паракрыльев.
Просто для ясности. Как это можно перефразировать?
а) Присылайте модельку, я запущу расчет на выходные/праздники.
б) Добро пожаловать в наш отдел продаж, Вам там все объяснят.

А так было бы интересно посмотреть зачем ушки на крыльях Advance, или сравнение Ментора и Фантома.
niknik
пилот XC
27 Дек 2017
Re: FlowVision и другие. Аэродинамика
Цитата:
было бы интересно посмотреть зачем ушки на крыльях Advance
https://www.advance.ch/en/home/news-pages/tech-series/tech-report-winglet/

  Форумы paraplan.ru ParaForum Теория FlowVision и другие. Аэродинамика



Перейти: