数值模拟的翼型气动性能优化研究

2023-09-21曹利刚

杨凌职业技术学院学报 2023年3期

关键词：实验

曹利刚

(杨凌职业技术学院, 陕西杨凌 712100)

1 前言

风力机翼型的气动特性可以通过数值模拟和风洞实验的方法得到,随着流体力学和计算机的快速发展,数值模拟方法已经成为一种常见的优化方法。与风洞试验相比,数值模拟主要体现出适应性强、成本低、用时短等优点,但数值模拟依赖于实验观测和理论分析。

2 网格划分方法

数值计算结果主要取决于网格划分质量的好与坏,网格点的布局是网格生成的关键[1]。对于不规则边界非结构化网络适应性强,但是节点位置不能用一个固定的法则有序命名,网格生成的时间长,计算量大,离散方程求解速度很慢。对于结构化网络,对计算区域的几何形状要求较多,单系统中的节点排列很有规律,相邻点之间的关系清晰。本文利用HyperMesh软件生成C型二维结构化网格并延展向延伸生成三维网格。

设计的弦长为1 m,以翼型的前缘顶点为中心,左边区域选为半径是12.5 m的半圆,右边区域选为长25 m,宽20 m的长方形,延展向的厚度为10 cm。在翼型上共布置162个点,上、下表面各81个,上、下表面法向方向都布置50个节点,尾流方向布置60个节点,展向方向布置3个节点,平行网格尺寸是垂直网格尺寸的10倍。

对于二维流场,进口处的给定风速为边界条件,出口处的压力为边界条件,翼型的表面是静态无滑移壁面边界。对于三维流场除设定与二维相同的条件外,还需要设置延展向翼型的两个端面的对称边界条件。