【正文】 再一次感謝王松嶺老師，感謝所有給予我關(guān)心和幫助的老師和同學(xué)們。最后衷心感謝遠(yuǎn)在家鄉(xiāng)的父母和親人，是他們?cè)诰裆辖o予我極大的鼓舞，在生活上給予我照顧和疼愛，給予了我前進(jìn)的動(dòng)力。其次，特別感謝劉哲師兄一直以來對(duì)我的鼓勵(lì)和幫助，在使用FLUENT軟件過程中遇到的疑問都經(jīng)過他細(xì)心地講解得到解答，論文中小到每個(gè)標(biāo)點(diǎn)符號(hào)，師兄都仔細(xì)幫助糾正錯(cuò)誤。在做論文期間，王老師關(guān)心每一個(gè)環(huán)節(jié)，及時(shí)提出建議，悉心指導(dǎo)，直到我的論文順利完成，而我在王老師身上學(xué)到的不只是學(xué)問，更是對(duì)科研孜孜不倦的追求精神。本文是在導(dǎo)師王松嶺老師的悉心指導(dǎo)和熱情鼓勵(lì)下順利完成的。由于所做的只是二維的數(shù)值模擬，與三維的現(xiàn)實(shí)現(xiàn)象有出入，所以模擬的結(jié)果可能會(huì)有偏差，另外本人所學(xué)知識(shí)的有限，所做的分析還不夠全面，不夠詳盡，存在很多不足，希望能在以后的學(xué)習(xí)工作中能夠?qū)ζ溥M(jìn)一步改善。到+36176。到+8176。因?yàn)樵贕473型風(fēng)機(jī)翼型的上翼面的壓強(qiáng)梯度dp/dx=0點(diǎn)后的逆壓梯度區(qū)內(nèi)的翼型壁面變化更快，邊界層外勢(shì)流通道更寬，則流速下降得更快，邊界層外緣處的流速減少得更快，壓力增加得更快，即逆壓梯度更大，所以，攻角大小相同的話，正角度時(shí)風(fēng)機(jī)翼型非工作面更容易出現(xiàn)旋渦，邊界層分離現(xiàn)象更明顯。時(shí)翼型附近的速度矢量圖圖427 攻角為6176。時(shí)翼型附近的速度矢量圖圖425攻角為18176。時(shí)翼型附近的速度矢量圖圖423 攻角為30176。(圖426)，6176。(圖424)，18176。(圖422)，30176。到+36176。另外，逆壓梯度區(qū)足夠長(zhǎng)的話，逆壓差和層外勢(shì)流的減速使得邊界層中流動(dòng)減速，而近壁出流動(dòng)的動(dòng)能也愈來愈小，故在黏性和逆壓梯度的雙重作用下，流體質(zhì)點(diǎn)會(huì)在壁面某處被停滯，因此，可以說攻角的角度越大，逆壓梯度越大，邊界層分離現(xiàn)象越容易出現(xiàn)，現(xiàn)象越明顯。在很小角度攻角來流沖擊的時(shí)候，翼型附近的流場(chǎng)都是順壓梯度(dp/dx0)區(qū)，邊界層內(nèi)的流體不但是全部沿流動(dòng)方向前進(jìn)，而且速度剖面在流動(dòng)方向呈凸形，流體質(zhì)點(diǎn)沿翼型表面前進(jìn)不會(huì)停滯，也不會(huì)出現(xiàn)邊界層分離現(xiàn)象。時(shí)翼型附近的速度矢量圖比較圖415到圖421，可以看出，當(dāng)來流攻角越大時(shí)，流場(chǎng)中形成的旋渦越大，風(fēng)機(jī)翼型的邊界層分離現(xiàn)象越明顯，即是流場(chǎng)的線型受到的破壞越大。時(shí)翼型附近的速度矢量圖圖420 攻角為6176。時(shí)翼型附近的速度矢量圖圖418 攻角為18176。(圖421)時(shí)翼型附近的速度矢量圖，如下： 圖416 攻角為30176。(圖419)，16176。(圖417)，18176。 對(duì)不同的攻角時(shí)的模擬結(jié)果分析 攻角為30176。流場(chǎng)中速度等于零的流體質(zhì)點(diǎn)成為順流和回流的分界面，該分界面極不穩(wěn)定，稍經(jīng)擾動(dòng)便破裂形成旋渦被主流帶走。時(shí)翼型附近的流場(chǎng)局部放大圖 由圖413，圖414和圖415可以看出，當(dāng)風(fēng)機(jī)翼型來流速度攻角較大的時(shí)候，會(huì)在翼型背面形成旋渦，破壞流場(chǎng)的線型，同時(shí)邊界層分離，影響到風(fēng)機(jī)翼型的氣動(dòng)性能。時(shí)的速度矢量圖圖414 攻角為36176。時(shí)的模擬結(jié)果分析攻角為36176?？砂凑丈鲜龅牟襟E對(duì)其它攻角情況進(jìn)行相同的模擬。至此，來流攻角為0176。 圖410 迭代過程殘差監(jiān)測(cè)曲線圖411 迭代過程升力監(jiān)測(cè)曲線 圖412 迭代過程阻力監(jiān)測(cè)曲線 18) 保存Date文件：文件名為“fengjiyixing0176。 17) 迭代求解計(jì)算：先設(shè)置迭代1000次，計(jì)算開始。 16) 保存Case文件：文件名為“fengjiyixing0176。=0確定。其中x項(xiàng)是由cos0176。=1確定。其中x項(xiàng)是由sin0176。12) 設(shè)置求解過程殘差監(jiān)視器：。圖46 壓力出口設(shè)置對(duì)話框圖47 速度入口設(shè)置對(duì)話框 10) 設(shè)置求解控制參數(shù)：選擇二階求解。 9) 定義邊界條件(inlet和outlet)：打開邊界條件設(shè)置對(duì)話框，outlet的設(shè)置如圖46所示；inlet的設(shè)置如圖47所示。 7) 確認(rèn)流體的物理屬性：確認(rèn)選擇流體為無黏空氣。 5) 確定紊流模型：選擇kepsilon[2eqn]模型，設(shè)置如圖45所示。 3) 確定長(zhǎng)度單位為cm。 1) 讀取翼型的MESH文件。表42 各邊界的類型和所包含的邊線組名包含的邊線類型inletADvelecityinletoutletBCpressureoutletbodyshangHF，F(xiàn)IwallbodyxiaHE，EJwallbodyweiIJwallopenshangABwallopenxiaCDwall 4) 保存文件并輸出網(wǎng)格 利用FLUENT進(jìn)行模擬計(jì)算 下面選取0176。 1) 建立翼型輪廓和設(shè)定流動(dòng)區(qū)域 設(shè)定流動(dòng)區(qū)域，如圖41所示，其中，右邊為cm2的矩形；翼型局部放大圖如圖42所示。 利用GAMBIT建立計(jì)算模型 下面選取0176。到+8176。由于這些修改，把它應(yīng)用于多重參考系統(tǒng)中需要注意。 模型評(píng)價(jià)：可實(shí)現(xiàn)的kε模型的一個(gè)不足是在主要計(jì)算旋轉(zhuǎn)和靜態(tài)流動(dòng)區(qū)域時(shí)不能提供自然的湍流粘度，這是因?yàn)榭蓪?shí)現(xiàn)的kε模型在定義湍流粘度時(shí)考慮了平均旋度的影響。 該模型適合的流動(dòng)類型比較廣泛，包括有旋均勻剪切流，自由流(射流和混合層)，腔道流動(dòng)和邊界層流動(dòng)。由于帶旋流修正的kε模型是新出現(xiàn)的模型，所以現(xiàn)在還沒有確鑿的證據(jù)表明它比RNGkε模型有更好的表現(xiàn)。 應(yīng)用范圍：可實(shí)現(xiàn)的kε模型直接的好處是對(duì)于平板和圓柱射流的發(fā)散比率的更精確的預(yù)測(cè)，而且它對(duì)于旋轉(zhuǎn)流動(dòng)、強(qiáng)逆壓梯度的邊界層流動(dòng)、流動(dòng)分離和二次流有很好的表現(xiàn)。 3) 可實(shí)現(xiàn)的kε模型： 可實(shí)現(xiàn)的kε模型是近期才出現(xiàn)的，比起標(biāo)準(zhǔn)kε模型來有兩個(gè)主要的不同點(diǎn)：可實(shí)現(xiàn)的kε模型為湍流粘性增加了一個(gè)公式，為耗散率增加了新的傳輸方程，這個(gè)方程來源于一個(gè)為層流速度波動(dòng)而作的精確方程。這些公式的作用取決于正確的對(duì)待近壁區(qū)域。 c、RNG理論為湍流Prandtl數(shù)提供了一個(gè)解析公式，然而標(biāo)準(zhǔn)kε模型使用的是用戶提供的常數(shù)。它和標(biāo)準(zhǔn)kε模型很相似，但是有以下改進(jìn)： a、RNG模型在ε方程中加了一個(gè)條件，有效的改善了精度。 應(yīng)用范圍：該模型假設(shè)流動(dòng)為完全湍流，分子粘性的影響可以忽略，此標(biāo)準(zhǔn)kε模型只適合完全湍流的流動(dòng)過程模擬。它是個(gè)半經(jīng)驗(yàn)的公式，是從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中總結(jié)出來的。在FLUENT中，標(biāo)準(zhǔn)kε模型自從被Launder和Spalding提出之后，就變成工程流場(chǎng)計(jì)算中主要的工具了。對(duì)于單相流動(dòng)，科學(xué)界已經(jīng)有較為成熟的湍流封閉模型。湍流被稱為經(jīng)典力學(xué)的最后難題，原因在于湍流場(chǎng)通常是一個(gè)復(fù)雜的非定常、非線性動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)，流場(chǎng)中充滿著各種大小不同的渦結(jié)構(gòu)。壁面熱邊界條件包括固定熱通量、固定溫度、對(duì)流換熱系數(shù)、外部輻射換熱與對(duì)流換熱等。 3) 固壁邊界(wall)：對(duì)于黏性流動(dòng)問題，F(xiàn)LUENT默認(rèn)設(shè)置是壁面無滑移條件。如果有回流出現(xiàn)，給定的表壓將視為總壓，所以不必給出回流壓力。該邊界條件可以處理出口有回流的問題，合理的給定出口回流條件，有利于解決有回流出口問題的收斂困難問題。壓力根據(jù)內(nèi)部流動(dòng)計(jì)算結(jié)果給定。該邊界條件只能用于模擬亞音速流動(dòng)。 2) 壓力出口(pressureoutlet)：對(duì)于有回流的出口，壓力出口比自由出流更容易收斂。該邊界條件適用于不可壓縮流動(dòng)問題，對(duì)可壓縮問題不適合，否則該入口邊界條件會(huì)使入口處的總溫或總壓有一定波動(dòng)。由于大攻角范圍的氣動(dòng)特性變化較復(fù)雜，純理論計(jì)算很困難，因而大多依靠相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬得到較可靠的結(jié)果。 4) 攻角 上面敘述的氣動(dòng)特性大多是在中小攻角范圍內(nèi)的情況，在大攻角情況下其變化要復(fù)雜得多。 3) 湍流度