CAD/CAM/CAE Observer 8(148)/2021

Рис. 2. Сеточная модель фюзеляжа вертолета: а) общий вид; b) вид в сечении a) b)

• угол атаки α и угол скольжения β в рамках задачи изменяются в диапазоне от -30° до +30° с шагом 5°; • рассматривается обтекание модели фюзе - ляжа вертолета воздухом с параметрами стан - дартной атмосферы на высоте 0 метров; • скорость набегающего потока V =25 м / с; • имеется CAD -модель в виде набора твер - дых и оболочных тел, к которым был приме - нен инструмент Wrapping ; • известны инерционные и геометрические характеристики модели (центр масс, площадь миделя и характерный размер). Сеточная модель Для численного моделирования аэродина - мического обтекания модели фюзеляжа верто - лета в отдельности и в сборе была построе - на декартова прямоугольная расчетная сетка с отсеченными гранями (рис. 2). В терминах STAR-CCM+ такой постро - итель сеток называется триммер. Дан - ный метод позволяет построить сетку, обеспечивающую высокую точность расчетов и при этом экономную с точ - ки зрения вычислительных ресурсов. В качестве базового размера была выбра - на хорда хвостового оперения 0.25 м. Для вычислений параметров потока в пограничном слое на поверхности про - филя использовались призматические элементы. Для определения параметров призматического слоя был проведен рас - чет размера первого элемента. В качест - ве исходных данных были взяты число Рейнольдса, плотность и динамическая вязкость воздуха, длина хорды. Чтобы более точно рассчитать обтекание,

требуется на сеточном уровне описать эпюру скорости потока воздуха у поверхности лета - тельного аппарата, то есть обеспечить плавный переход от нулевого значения у самой поверх - ности до значения в ядре потока. Для этого зна - чение пристеночной функции y+ должно быть равно или меньше 1. С учетом скорости набе - гающего потока высота первого слоя получила значение 13 мкм, а количество слоев – 15, что подходит для предварительной оценки параме - тров обтекания модели фюзеляжа вертолета. Для оценки изменения потока за профи - лем и для более точного численного модели - рования, было задано сгущение сетки вокруг модели фюзеляжа вертолета. Средний размер ячейки задавался как 25% от базового. Для сгу - щения сетки на поверхности модели фюзеля - жа вертолета с целью более точного описания

Рис. 3. Граничные условия

40

CAD/CAM/CAE Observer #8 (148) / 2021

Made with FlippingBook Publishing Software