gambitfluent在fsae赛车上的空气动力学应用

1、cae软件使用指导报告兰常欣为了加强对实用有限元课程的理解，同时熟悉一些cae软件的使用，同时给需要学习 车身空气动力学软件分析的同学一些操作步骤的参考资料，作此指导报告。这次cae分析的对象是hnu2011方程式赛车车身。所用软件为ug, gambit, fluento 分别负责曲面建模，网格划分，cae分析。parti导出曲而模型首先在ug中画好需要分析的曲而，因曲而建模不是这次使川指导的重点内容，对于有 兴趣的同学,可自行寻找相关资料o（tip：217办公室有曲而建模范例教程。）下图为hnu2011 车身建模。1<屮njfrsszkiswszwki0:7j由于fluent分析吋不能

2、单纯分析曲而，因此需要对车身进行封闭处理。封闭后输出通用格式，为导入gambit做准备。根据经验，导岀为parasolid, iges格式 均可。现导出为parasolid全选模型，确认。保存文件格式为*.x_t«这样曲而文件导出完成。u-打岀id:iksbi lin.1向 c? s)ri<4r 2 ix fkxm if loa ix23m益眾:器瓷cmif la>q :爼 l：«r ： £<r flirn* hr iwo 20llc«e >. * i如 iirszm 空并 2 x3裁pan 2网格划分曲而模型文件己经导出，那么就

3、要对曲而及车身附近区域迹行网格划分。 打开fluent专用丽处理软件gambito导入之前的parasolid文件。有些同学的机子是win7系统的，可能在导入文件时(parasolid, iges等)无法载入,暂 时无法解决。变通方法是用xp系统的电脑上的fluent把文件导入后另存为dbs文件，然后 拷贝自己电脑上分析。文件导入后为线框模型。如图：点击箭头处可得完整模型。tips：左键旋转，中键移动，右键缩放。gzvmnd.* nrriyw wodifycxajbm>d> nrvsjmh2uravalryij almuul.cimt您叶圧i到圧iam点击箭头所指图标可以对曲而结合

4、性进行分析，如果出现紫色线条说明曲而没有完全连 接，需要在ug下进行调整。否则是无法对不封闭曲面进行分析的。由丁车身是一个外在表回，主要分析的是流经车身表回的气流的状态。因此需要建立一 个空气场，常见模型为长方体空间。操作如下：洱汪台3现在操作空间中有两个物体，一个是车身，一个是长方体。对于网格划分，我们是取外 而的空气，即长方体和车身的差值部分的体积，因此我们用长方体减去车身得到一个新的体 模型，这才是我们需要划分网格的部分。操作如下：首先选择块体减操作operation百i剧丨蜃i御i匕volume口 i巨i © ivolumessubtract(0 intersect retu

5、rn*1unittiniteapply！resetclose块操作完成，接下来是划分网格的操作。网格划分越细，分析精度越高，计算时间也越 长。因此需要用合适的划分网格方法。山于车身表而是关键表而，因此采用较细的网格。三 角形网格单元便于后而的体网格划分。操作及结果如图：接着划分体网格，操作及结果如图。成功划分体网格后网格颜色会从黄色变为橙色。如 果颜色未变表血体网格划分不成功。口j能原因为网格大小不合适，或者无法处理已画的网格 的细部类型。这就是为什么z前划分车身网格时选用适应性更强的三角形类型的原因。接下來设置所有面的边界条件。即在后处理时让计算机知道，什么地方是气流入口，什 么地方是气流出

6、口，什么地方是硬质壁面。具体设置为最终结果如图训it轴i mrucift wmi*mhw« 2 wr««u» < tntu? 2+/ uwm-ti itxnsizz socvxi ir*u.ty nc v wrdy <n:«t> ia tbe xi:v uvt cmt crtit f m4 61 c<ic«r>7 «iju s 如 mmc u»t网格划分及边界条件定义至此结朿，导出msh网格文件等待后处理使用。part 3 fluent设置及后处理打开fluent,选择3d,即三维立体

7、模式然后进入fluent主界面点file->read->case,然后选中刚才生成的mesh文件，导入,结果如图首先可以先检查文件网格的完整性flubjtt 3dl pbns. la&|回冈 idiav占sp cmzm qtplxb* llvlaw i fvpqrlb®acesr zone 3.llof>rr-outlet frncr-3, zone ijl-iiilel fdirtf、. uut- ot- faces, zone 7.566eism a.astifrrll-;, znnp 7.bui)三3.mun.卜surfhfleaderlor r !u

8、t.2iruxdv.zorw5.done.2结果如图下一步，更改比例尺。默认比例尺是m,更改为mmo操作为grid->scale,tx置如图下一步设置湍流模型r色 fltjebt3da pbasrg lxaj口丽1.*11j沙l>t71kz仝丄 jbl>chcchiri山j0>1elachcclllfi9jl.kc>*l&.3*115plx.chpckiftft八 atasl.limi:k invi “chrcki* chechin紗qduy :3如 v：gchcchlft>tx< .<aiit&<rj.fecl4>&

9、gt;chpekiajk*i i lr.*：4rtb：kt .l：lipi：k inm “ i &dhcchiftsiam gchechin «r. <chpckiaijc” gdp l'hhi:k i chechi®ttr clitic-chcclllfi疗犁 j.tya.choculftcull：hmi:kin|：hmi;kin tone utile.9设置为非平衡壁面标准湍流模型，点击okmodelinviscidlaminarspalart-allmaras (1 eqn) a k-epsilon (2 eqn)k-omega (2 eqn)

10、reynolds stress (7 eqn) detached eddy simulation large eddy simulation (les)k-epsilon model広 standardrng|realizablenear-wall treatmentstandard wall functions a on-equilibrium wall functions enhanced wall treatment user-defined wall functionsmodel constantscmuc2-epsilontke prandtl numberuser-defined

11、functionsturbulent viscositynoneprandtl numberszltke prandtl numbernonetdr prandtl numbernonejok| help设置介质材料。山于此次分析所用材质为空气，因此不用特别设置。设置方式是define->materials,更多设置类型如图所示:namematerial typeorder materials by q namelairfluidchemical formulafluent fluid materialschemical formulai kt hrandtl numberpropert

12、iesdensity (kg/m3)constantconstant二1.7894e-t51.225viscosity |kg/m-s)change/createdeletefluent database.user defined database.close设置边界条件，操作如下dcfinc->boundary condition,具体每个边界设置如下，具体设置意 义，请査阅相关流体力学资料，以及相关算例。pressure outletzone namepressure_outlet2momentumthermal radiation j species | dpm multiphas

13、e udsgauge pressure (pascal) |qbackflow direction specification method normal to boundaryradial equilibrium pressure distribution 厂 target mass flow rate turbulence设置解算方式constantspecification method intensity and viscosity ratiobackflow turbulent intensitybackflow turbulent viscosity ratiooki ,啦u,ai

14、cancelh helpvelocity inletzone name匚尸i冈checking nhpf：k1ng hhpcklng rhpcklng nhpc.klngnunh thrp nunhbrtfl嗣“ ir<ot.rchpc.u1ng rlgh checking chcclilng chccliing chccliing chccliing cheching checking uliechinq ulitfvkinq ulievkiiim clievkiiim clieckiiimgone.iyiul md.kkliw lictw. ki 11 w*l ccw wis .f

15、acr facr clem -.bounccnudunu、ujlur ce*jl丄 cuunl. nu、u丄urcuunluliijldren. veil uliil<jrt>n.口巨区inh»r；kt ng cherhinq clieufciuy checking uherhinq checking chcclilng uheukiny rthnklng chccliing ulirukium rhralilng cherhinq l：hi:ki ny chechlng ulierkin hhckhiy chccliing *une.ftllhb crfttrrlc t

16、hre| liuitl fac brid righ face i due f>l afl boun - i aur ppr!node、i:hi l cimail nnoluc facp count, bdce children. c：nl 1 chililrpft. storage.£,wi eu*l<1b bc<ryiw-rt.v c«.lac» .b*ek sum 叫zkd rrv tn a i f设置初始化条件，即初始化，不进行这步，是无法进行迭代计算的。鼻 fl.ftklt :phn勺 “现在开始设置所需监视的曲线及所需的数据，首先是残差

17、曲线图。当残差曲线稳定的时候才表明运算收敛。具休操作及设置如下：noibt丫匚pb& s±cl匸el凶k»l* 渤m1洛"t、"i：«v ?' ml00、. rune biiiarv. l “<!叭 irtwj vlinil nl >r-h1vz lriii 6qrh6a trln 538309 nodes nudebuilding rid. nfpr1l< mtcrfocr (jufiiiba nlxturz©nc5tr.i-1 1-1 l*» ;li»y»5i t f

18、 !*«"心."y.2 ace :gacks w) rk1c .'caiiliits:jt*卜 4u1. alllc-l xvi u*lnc1tij_1nlpt .1 prcsurcoutlct 2fluidhcll conduction zoncsrdune.接着设置显示风阻系数cd,操作：solve->monitors->force,然后设置如下接下來设置车身农血1床力系数参考值，reportfeferences values,具体设置如下reference valuesreference valuesvelochy_inlet.1cancel help然后设置压力系数监视器,solve->monitors->surfacefsai8102 triangular uelocity-idefine surface lonitorsjxrftl application xls letter, .surface monr r rnamepi雾prim write卜idt 十cttenrtonp 冲hemtiondefine,»ip 弓|血2(|011 刁斗 |iterationok i cancelwhenr r rnamenonitor-1hrport lyprrea-weighted average x&q