颈椎做理疗有副作用吗:机翼动网格详解

机翼动网格详解

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杂谈

以NACA0012翼型俯仰振荡实例进行讲解动网格的应用过程；

首先需要声明的是，这个例子也是来源于网络，原作者不详，在此向他表示感谢。

1、问题描述

本例是想对作简谐振荡运动的NACA0012翼型的气动特性（升力系数，阻力系数和力矩系数）进行数值计算，来流速度为V，攻角的变化规律为：

Alpha（t）=A/2*sin(omega*t)

其中，A=10度，omega=10*pi 弧度/秒。

2、该例需要使用动网格来实现，首先需要编写刚体运动UDF实现翼型的俯仰运动，由于在FLUENT的UDF中只能指定速度，角速度；所以，需要将攻角对时间求导，得到转动角速度的规律：

D（alpha）/dt=A*omega/2*cos(omega*t)

编写的UDF在附件中。

3、由于本例只是为了讲述动网格的实现，至于其他方面的设置及分析就不再讨论；这里详细讲述下动网格的建立以及动网格的预览的结果。步骤如下：

1）将mesh文件读入到FLUENT中，Grid：check，scale…，Smooth/Swap…；Display Grid；

2）定义求解器为，Define：pressure-based，2D，unsteady，Implicit，Green-Gauss Node Based（因本例使用的是三角形单元）.

3）编译UDF，Define->User-Defined->Functions->Complied…

此时打开了Complied UDFs的窗口，Add…在选择UDF的对话框中找到NACA0012DM文件夹中的airfoil.c文件，选中，ok；此时返回到Complied UDFs的窗口点击Build，FLUENT开始进行编译，可以在FLUENT窗口看到编译的一些过程提示；等编译完成，点击Load；就将已经编译好的UDF加载到FLUENT中了。

4）定义动网格参数，Define->Dynamic Mesh（选勾，激活动网格模型）->Parameters…

此时打开了Dynamic Mesh Parameters 窗口，在Models中只选取Dynamic Mesh，本例的网格类型为三角形单元，要实现的运动为小幅度的转动，因此选用的动网格更新方法为Smoothing+Remeshing；开始依次对这两种更新方法进行参数设定：

Smoothing中的参数设定：

Spring Constant Factor（弹簧倔强系数），该值设定为一个较小的值，在0.01到0.1之间，本例选取0.08；

Boundary Node Relaxation（边界节点松弛），设定为0.5；

Convergence Tolerance（收敛判据），保持默认的0.001；

Number of Iterations（迭代次数），保持默认的20；

Remeshing中的参数设定：

为了得到较好的网格更新，本例在使用局部网格重新划分方法时，使用尺寸函数，也就是Remeshing+Must Improve Skewness+Size Function的策略。

将Minimum Length Scale及Maximum Length Scale均设置为0，为了使所有的区域都被标记重新划分；

Maximum Cell Skewness（最大单元畸变），参考Mesh Scale Info…中的参考值0.51，将其设定为0.4，以保证更新后的单元质量；

Size Remesh Interval（依照尺寸标准重新划分的间隔），将这个值设定为1，在FLUENT，不满足最大网格畸变的网格在每个时间步都会被标记，而后重新划分，而不满足最小，最大及尺寸函数的网格，只有在Current Time=（Size Remesh Interval）*delta t的时候，才根据这些尺寸的标准标记不合格的单元进行重新划分，为了保证每步的更新质量，将其修改为1，就是每个时间都根据尺寸的标准标记及更新网格。

Size Function Resolution（尺寸函数分辨率），保持默认的3；

Size Function Variation（尺寸函数变量）：建议使用一个小值，在0.1到0.5之间，本例将其设置为0.3；

Size Function Rate（尺寸函数变化率），保持默认的0.3。

5）定义动网格区域，Define->Dynamic Mesh->Zones…

此时打开了Dynamic Mesh Zones窗口，本例是使用UDF控制翼型上下边的刚体运动，因此，在Zone Names的下拉菜单中选中airfoil的边界，在Type中选择Rigid Body，而编译好的airfoil UDF已经在Motion UDF/Profile中了，不用管它；在Center of Gravity Location中定义刚体重心的初始位置（在这里其实该坐标就是转动点坐标，翼型绕这个点俯仰，本应该设定在1/4弦线点，但由于不清楚模型情况，在此让翼型绕原点俯仰。）；Center of Gravity Orientation定义重力在惯性系中的方向，均保持默认，这两项如果需要跟踪物体运动的质心位置变化规律则比较有用，如在6DOF中，这里由于不清楚模型情况，保持默认。Meshing Options中Cell Height设定为0.001，用于定义局部网格重新划分时与边界相邻网格的理想尺寸，由于不知道网格划分间距，大致填写。

到此，动网格已经定义完成，接下来，预览动网格更新情况。

6）预览动网格，Solve->Mesh Motion…设置Time Step Size（时间步长）为0.001秒，Number of Time Steps（时间步数）设置为400，之后点击Preview就可以看动网格的更新情况了。

4、关于计算的其他设置，不再介绍。