Fluent飞机翼型绕流流场的研究与优化设计(2)
近些年来我国正在积极地研究制造大型军用运输机和支线飞机。这两种飞机都将采用一种新型的翼型——超临界翼型。该项技术的成功，大大提高了我国翼型的研究水平。超临界翼型的翼展中间剖面的流动与二文的湍流流动十分相似，因此在对超临界翼型的周围流场特性分析研究时，可以用二文的模拟研究代替三文的数值研究，从而在保证准确度的情况下可以更加方便的研究出翼型的绕流流场。对于飞机翼型的计算机数值模拟技术，可以提前预知被设计出的机翼设所具有的流场特性，从而设计出具有平稳流场的翼型，同时可以直接满足飞行各种相关的设计要求，因此对翼型绕流流场的模拟优化技术具有非常重要的实际意义。
1.2 机翼的国内外研究现状
1.3 CFD软件简介
CFD（Computational Fluid Dynamics),即计算流体力学，是结合了计算机技术、近代流涕力学和数值数学的产物，在科学运用上有着强大的生命力。应用离散化的数学方法，以计算机为操作工具，对流体力学的各类实际问题进行计算分析、模拟研究和数据实验。
计算流体力学、计算燃烧学以及传热学的原理都是运用数值方法求解非线性联立的微分方程组，而微分方程组由自定义标量、组分、动量、质量和能量组成。求解结果能够有效的优化过程装置和放大定量设计，同时能够计算传热、流动、燃烧、传质这些物理过过程的细节。数值模拟和计算机实验是计算流体力学基本特征的主要方法，它对科学研究和工程技术产生了巨大影响，因为它以基本物理定律为基础，进行实验模拟，减少了因流体动力学实验设备而产生的巨大耗资。CFD领域是目前国际上一个非常重要的研究领域,是进行传质、传热、燃烧及动量传递、化学反应和多相流研究的核心技术,广泛应用于航天设计、化工处理工业、涡轮机设计、汽车设计、生物医学工业、半导体设计、HAVCR 等各类工程设计领域,现阶段CFD技术也逐步应用于板翅式换热器设计领域。
近20年来，CFD得到了飞速的发展,CFD方法凭借其能够模拟较为复杂的实验过程以及成本较低的优点，在模拟实验中得到了广泛的应用。解决了某些杂无法分析以及实验费用昂贵的问题，突破了分析方法和实验方式的限制。使用恰当的CFD软件可以拓展实验研究的领域,减少因实验仪器而带来的昂贵的实验成本。对于给定了参数的数值模拟，每一次的模拟过程都相当于一次实验，在某些特定的情况下，可以先通过CFD预测到一些新的发现，再用实验去验证所看到的现象是否存在。许多优化的物理模型算例一般都能由CFD软件推出，如化学反映、传热、可压缩和不可压缩流动、紊流、层流、定常和非定常流动等等。每一种数值解法都可以运用到相对应的特定的物理流动问题中去，用户可以针对不同的物理模型选择隐式差分格式和显式差分格式，从而保证计算精度、稳定性和速度都达到最佳状态。CFD软件可采用统一的前后处理工具，并且该软件可以便捷的进行数值传递与交换,这就可以将主要精力与智慧用于物理问题本身的研究探索上，防止科研工作者在编程、前后处理、计算方法、编程等方面投入低效、重复的劳动。
1.4 本文的主要工作内容
论文的主要研究任务：利用计算流体力学的软件FLUENT数值模拟飞机翼型在同种马赫数不同攻角工作状态下周围的粘性流场的绕流流场，并计算其气动力性能，从而得出翼型周围一系列的压力分布等值图、密度的等值图和压力系数分布图。本文以NACA0012翼型和NACA0006翼型为例，使用Fluent对它们进行二文的数值模拟。
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