本次计算利用ANSYS FLUENT中的6DOF模型器对机翼上的外挂物分离后的运动进行建模仿真。

案例内容包括：

• 使用UDF宏DEFINE_SDOF_PROPERTIES定义质量矩阵及外部力/力矩
• 使用动网格模型
• 建立无粘、可压及超声速流动（Ma=1.2）模型
• 设置边界条件
• 使用密度基隐式求解器获取二阶计算结果

1 问题描述

本案例演示挂载从机翼上投放后的运动行为以及流场分布。

2 Fluent设置

• 以3D、Double Precision模式启动Fluent
• 读取网格文件delta.msh.gz

2.1 General设置

• 选择使用Density-Based
• 激活Gravity，设置重力加速度为Z方向9.807 m/s2

注：这里先计算稳态，目的是确保计算稳定性。

2.2 Models设置

• 选择使用Inviscid无粘模型

2.3 Materials设置

• 指定空气的Density为ideal-gas

2.4 边界条件设置

• 指定farfield的Mach Number为1.2
• 指定流动方向为X轴-1

• 指定温度为216.65 k

• 指定出口边界outflow回流温度为216.65 k

2.5 操作条件设置

• 指定参考压力为20646 Pa

注：20646 Pa指的是11600 m高度处的压力。

2.6 初始化计算

• 初始化计算

2.7 迭代计算

• 指定迭代次数1000
• 激活选项Solution Steering，指定Flow Type为supersonic，如下图所示

• 可以如下图所示修改求解控制参数

计算求解。

2.8 稳态计算结果

• 马赫数分布

2.9 编译并加载UDF

• 编译UDF并加载

案例UDF比较简单，主要定义了挂载的质量及外力信息。

#include "udf.h" DEFINE_SDOF_PROPERTIES(delta_missile, prop, dt, time, dtime) {    prop[SDOF_MASS] = 907.185;    prop[SDOF_IXX] = 27.116;    prop[SDOF_IYY] = 488.094;    prop[SDOF_IZZ] = 488.094;/* add injector forces, moments */    {      register real dfront = fabs (DT_CG (dt)[2] - (0.179832*DT_THETA (dt)[1]));      register real dback = fabs (DT_CG (dt)[2] + (0.329184*DT_THETA (dt)[1]));      if (dfront <= 0.100584)        {          prop[SDOF_LOAD_F_Z] = 10676.0;          prop[SDOF_LOAD_M_Y] = -1920.0;        }      if (dback <= 0.100584)        {          prop[SDOF_LOAD_F_Z] += 42703.0;          prop[SDOF_LOAD_M_Y] += 14057.0;        }    }    printf ("\ndelta_missile: updated 6DOF properties"); }

2.10 激活瞬态计算

• 指定Transient计算

2.11 动网格设置

• 激活Dynamic Mesh，如下图所示，选择选项Smoothing及Remshing，激活选项Six DOF

• 如下图所示指定Remshing参数

• 指定区域store的运动方式

• 指定store的网格控制

• 指定区域boattail的运动，注意选择选项Passive

• 打开six DOF参数设置对话框，激活选项Write Motion History

2.12 自动保存

• 设置自动保存

2.13 动画录制

• 设置动画录制

2.14 迭代计算

• 指定时间步长0.005 s，时间步数160，迭代计算

3 计算结果

• 动画结果

3.1 压力系数查看

• 启动CFD-Post，读入瞬态文件
• 打开Timestep选择器，选择当前时刻为0
• 创建Plane

注：该平面为zx平面逆时针旋转5°

• 创建polyline

• 创建Iso Clip

• 创建表达式XoverL

• 创建表达式Pcoeff为 Pressure/0.5/areaAve(Density)@farfield/areaAve(Velocity)@farfield^2
• 创建变量dimensionless x

• 创建变量Cp

• 绘制压力系数分布曲线

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