ESDU 02014-2002 Метод полного потенциала (FP) для трехмерных крыльев и комбинаций крыло-корпус – невязкое течение. Часть 2. Использование FP и связанных с ним программ.
ВВЕДЕНИЕ FP — это метод CFD (вычислительная гидродинамика), закодированный на Фортране, для расчета поля потока и аэродинамических сил изолированного крыла (обычно обозначаемого как отдельное крыло) или комбинации крыла и тела (обычно обозначаемой как крыло-тело) в дозвуковой набегающий поток@, включая воздействие ударных волн. FP использует процесс релаксации для решения конечно-разностных форм полного нелинейного уравнения потенциала скорости для обтекания трехмерной геометрии. Программа FP разрабатывалась в течение нескольких лет в ARA @ Bedford и RAE (теперь QinetiQ) @ Farnborough и предоставляется ESDU International plc в соответствии с условиями соглашения с QinetiQ. Первоначально использовавшаяся на мэйнфреймах, FP предоставила ценные данные при проектировании ряда самолетов. Благодаря развитию компьютеров стало возможным выполнять запуск FP на ПК за несколько минут. Код FP, рассматриваемый в этом пункте, предназначен для использования на ПК. Представленная версия не учитывает пограничный слой или вязкий след@, но предполагается, что впоследствии будет выпущена расширенная версия (обозначенная VFP)@, которая учитывает вязкие эффекты@, хотя и в упрощенной форме@. Изложение принципов FP@, а также ряд результатов и сравнений с другими методами и с экспериментом@ приведены в Части 1 (ссылка 1). Этот пункт@, часть 2 серии, посвященной FP@, касается в первую очередь практических аспектов запуска FP и связанных с ним программ для получения надежных результатов. В разделе 2 представлены принятые@ обозначения и условные обозначения, а также@ для удобства@ дается указатель используемых параметров и имен файлов@ компьютерных программ. Выполнение FP описано в разделе 3. Для любого запуска FP@, чтобы иметь дело с конкретной геометрией при определенном числе Маха и угле наклона@, требуются следующие три входных файла: GEO.DAT@, который определяет геометрию только крыло или крыло-тело@ MAP.DAT@, которое определяет параметры, влияющие на расчетную сетку@ FLOW.DAT@, которое определяет условия потока (а именно, число Маха набегающего потока и угол падения)@ параметры, управляющие итеративными расчетами ( включая форму используемой конечно-разностной схемы) и параметры, которые определяют объем выходных данных, производимых на каждом уровне уточнения сетки. Спецификация этих файлов приведена в разделе 4. Генерация трех входных файлов осуществляется с помощью программы (названной FPCON), которая выполняет эту задачу для частных случаев стреловидных и конических крыльев, а также крыльев, имеющих один кривошип в плане. В каждом случае может присутствовать «бесконечное» цилиндрическое тело. Как описано в Части 1 (Ссылка 1)@, в качестве альтернативы прямому расчету с помощью FP@ влияние конечного тела на обтекание крыла может быть аппроксимировано путем расчета случая бесконечного тела@ и использования средства в FP для добавления приращений, изменяющихся по размаху. к числу Маха набегающего потока. (Эти приращения можно найти из расчетов обтекания изолированного тела. В следующем элементе данных предполагается представить подходящий метод для выполнения таких расчетов.) Использование программы входного файла FPCON описано в разделе 5. В разделе 6@ выходные файлы представлены для типичного запуска FP. В некоторых случаях входные файлы, созданные программой FPCON, не дают надежных результатов от FP. Часто причина связана с расположением сетки, как правило, потому, что распределение продольных линий сетки по пролету не подходит для конкретной рассматриваемой формы плана. Процедуры проверки распределения линий сетки и внесения изменений в файл MAP.DAT с целью внесения улучшений представлены в разделе 7. В разделе 8 рассматривается ряд моментов, относящихся к случаям присутствия тела, а в разделе 9 приводятся некоторые руководство по работе с крыльями, имеющими форму в плане, не охваченную FPCON. В разделе 10 рассмотрены некоторые причины случайной неспособности FP дать надежные результаты и описаны действия, которые можно предпринять для устранения таких сбоев.
ESDU 02014-2002 История
2002ESDU 02014-2002 Метод полного потенциала (FP) для трехмерных крыльев и комбинаций крыло-корпус – невязкое течение. Часть 2. Использование FP и связанных с ним программ.