自编VBM模型计算结果

feihu0105

参考介绍fluent中VBM模型的相关文献，试着编写了UDF函数，用来计算直升机旋翼流场，其中动量源项求解部分如下，进行了简化处理，假设升阻力系数随桨叶迎角线性变化，而实际情况下，因为旋转桨叶不同半径处气流速度差别较大，应该考虑马赫数对升阻特性的影响，采用二元拉格朗日插值从试验数据中查找不同马赫数和不同迎角下的翼型升阻力系数，有待进一步改进。
v1=C_U(cell,thread);
v2=C_V(cell,thread);
v3=C_W(cell,thread);
vt=v1*y1/r-v2*x1/r;
vr=v2*y1/r+v1*x1/r;
vz=-v3;
v=sqrt(vz*vz+(omega*r+vt)*(omega*r+vt));
phi=atan(vz/(omega*r+vt));        /*单位弧度*/
theta=theta0; /*单位弧度*/
alpha=theta-phi;            /*单位弧度*/
cy=0.094*alpha*180.0/pi+0.27;cx=0.0008*alpha*180.0/pi+0.0059;
l=0.5*rho*v*v*cy*0.1;
d=0.5*rho*v*v*cx*0.1;
nz=l*cos(phi)-d*sin(phi);
source=-nz/pi/r/0.04;
dS[eqn]=0.0;
return source;

动量源项添加过程如下：
第一步：导入并编译定义好的UDF函数


第二步：define--boundary conditions,选中要添加源项的流体区域，即桨盘区域

第三步：点击edit，选择相应的源项


计算结果如下：
单独旋翼网格图

旋翼下方动压分布

带机身网格图

矢量图


压力等值线

40534427

非常精彩，可否方便贡献UDF和 几何模型？

feihu0105

2# 40534427
这是机身的CATIA三维图，因为VBM模型就是虚拟桨叶模型，用一个薄圆盘代替旋翼，该圆盘是流场的一部分，在该区域的控制方程中添加动量源项，模拟桨叶对周围空气的作用，所以并不需要画出实际的桨叶。

feihu0105

动量源方法的推导过程，在这篇文献里有详细介绍，还包括桨尖三维效应的考虑，挥舞配平方法，之前发过一次了。

这篇文章是fluent公司的工程师写的，我编的UDF函数在几个地方做了简化处理，和fluent自带的VBM模型还有很大差距。

feihu0105

又找到一篇关于VBM模型的fluent官方文献。

LOGO213

楼主介绍的好详细呀！楼主是Nuaa的？

feihu0105

6# LOGO213
是的。动量源方法建模简单，求解效率高，对于解决一些工程问题是很有帮助的。现在只是解决了VBM模型的一些基本问题，还有很多问题没有解决，可惜始终没有找到fluent公司关于VBM的UDF函数。

mengdong1987

7# feihu0105
这种方法和设定转动区域的混合平面法比较，哪个模拟得到的滑流速度分布更准确呢？
还有楼主可以上传一个icem能导入的几何文件么？

feihu0105

8# mengdong1987
动量源方法不考虑实际的桨叶形状，是一种平均化的方法，它适用于桨叶细长，存在桨叶挥舞运动的问题，是一种简化处理的方法。如果是计算普通的刚性转子的话，应该还是混合平面法更准确，不过动量源方法计算速度要快得多。

mengdong1987

9# feihu0105
你试过在CFX中加入动量源模拟螺旋桨吗？
想请教你下，知道螺旋桨的推力f=6kg和旋转区域的体积v，怎么确定加入的动量源项呢？动量源项的单位是kg*m^-2*s^-2，感觉多了个s^-1。

本人菜鸟，谢谢了

feihu0105

10# mengdong1987
没用过CFX，动量源方法是基于叶素理论的,不是根据推力和旋转区域体积确定的。