Разработка методики расчета аэродинамических характеристик с помощью комплекса ANSYS CFX на примере (стр. 6 из 20)
где
– скорость звука, вычисляемая по следующей формуле: 
. (2.6)где
– коэффициент адиабаты (для воздуха 
).Произведя несложные преобразования с формулами (2.1), (2.2), (2.3), (2.5), (2.6) получим уравнение для длинны хорды профиля.
м.Тогда пересчитав все размеры расчетной области при l = 0,305м, будем иметь (Рис 2.5).
Толщину расчетной области примем равной s = 0,35l = 0,35∙0,305 ≈ 0,1м
Рис 2.5. Общий вид расчетной области с основными размерами
2.2.1.2 Построение геометрической модели расчетной области в ANSYSICEM
Геометрию расчетной схемы можно создавать в различных пакетах трехмерного твердотельного моделирования (CADпакетах), таких как Компас 3D,SolidWorks, CATIA, Pro_E и пр., с последующим импортом в ANSYSICEM, с помощью специальных форматов таких как (IGES, ParaSolid, STL, STEP и т.д.). К сожаленью в настоящий момент не существует единого формата передачи CAD геометрии, из-за этого при импорте происходит некорректный перенос кривых высшего порядка, коим является сам профиль расчетной области. К тому же геометрия расчетной области является не такой уж сложной для создания в ANSYSICEM, а все CAD пакеты ориентированы на создание более сложной геометрии. Именно поэтому геометрия расчетной области будет создана в ANSYSICEM.
Для удобства расчетов расположим носок профиля в начале основной системы координат, а сам профиль будем строить в плоскости XY.
После включения ICEMCFD нам необходимо создать новый проект. Для этого необходимо выполнить: File > NewProject.
Вся информация о проекте хранится в нескольких файлах: файл .tin геометрия, файл .uns неструктурированная сетка, файл .blk блочная структура (если имеется), файл .prj общие настройки проекта, рис. 2.6.
tin .uns . blk . prj
Рис. 2.6. Иконки файлов проекта
Также в структуре есть файлы .fbc .par .rpl .jrf. Рекомендуется для каждого нового проекта создавать отдельную директорию.
Все элементы управления в интерфейсе сгруппированы по областям применения: Геометрия, Сетка, Блочная структура, Редактирование сетки, Пост процессинг, Экспорт, главное окно программы рис. 2.7.
Рис. 2.7. Главное окно программы ANSYSICEM
1 – Меню программы, где File - все операции связанные с импортом экспортом геометрии, сетки и настройкой директорий, Edit – операции вернуть, повторить; View- расположения модели «виды»; Setting – свойства; 2 – панель быстрого запуска: открыть/сохранить проект, открыть файлы проекта: *.tin, *.uns, *.blk, общий вид, местное увелечение; 3 – элементы управления, куда сведены все используемые операции: Geometry – все операции на геометрии, Mesh – задание размеров сетки, и создание тетраэдрической, призматической сетки; Blocking – создание/редактирование блоков для hexa сетки, EditMesh – редактирование сетки, Output – экспорт сетки в нужном формате и т.д.; 4 – окно отображения объекта; 5 – дерево свойств; 6 – лог файл проекта.
Заметим, что для удобства необходимо создать несколько директорий, для каждого пакета разные (для ICEM и CFX), иначе в дальнейшем можно будет запутаться в файлах созданных пакетами.
Необходимо отметить, что вся геометрия расчетной схемы будет состоять из таких (так называемых) примитивов как: точки, линии и плоскости, и материальная точка. Для того чтобы создать геометрическую модель расчетной области, выполним следующие шаги.
1. Приступим к созданию опорных точек профиля. Так как в нашем распоряжении имеется координатная сетка профиля RAE 2822, то воспользуемся ею. Выполним File > ImportGeometry > Formattedpointdata, далее, уберем галочки напротив ImportCurve и ImportSurface, установим точность (ApproximationTolerance) 1e–10, нажимаем OK.
Примечание: Для того чтобы воспользоваться командой описанной в первом шаге необходимо координатную сетку сохранить в файле с расширением ”*”.txt, причем содержание должно напоминать таблицу, в которой в первом столбце X координаты во втором Y координата и в третьем Z координата (Таблица 2.3), к тому же в качестве разделителя должен использоваться пробел.
Таблица 2.3
Пример сохраненной координатной сетки в ”*”.txt файле
1 0 0
0.987161 0.002659 0
0.96744 0.006563 0
0.947272 0.010392 0
0.926774 0.014146 0
…………………….
2. Так как в нашем случае координатная сетка для профиля с хордой 1м то теперь необходимо отмаштобировать точки профиля до хорды длинной в 0,3м, для этого выполним TransformGeometry
> ScaleGeometry 
, далее нажимаем на 
и выделяем все точки, потом выставляем X и YFactor равными по 0,3 и нажимаем OK.Примечание: Далее при создании геометрии примем к сведенью следующее.В ANSYSICEM выделение выполняется с нажатой левой клавиши мыши, правой клавишей можно отменить предыдущее выделение, а с нажатием средней клавиши выделение вступает в силу.
3. Для того чтобы убедиться, что хорда профиля теперь равна 0,3 выполним следующие действия нажмем на
в верхнем левом углу, а далее кликнем на самой крайней точке профиля, рядом с точкой должны появиться ее координаты.4. Теперь создадим опорные точки расчетной области, для этого воспользуемся следующей командой Geometry > CreatePoint 
> ExplicitCoordinates 
и создадим точки с координатами, приведенными в таблице 2.4
Таблица 2.4
Таблица координат опорных точек расчетной области
| Name | X | Y | Z | Name | X | Y | Z |
| Points.01 | 2,7 | 0 | 0 | Points.05 | –0,3 | –2,4 | 0 |
| Points.02 | 2,4 | Points.06 | 2,7 | ||||
| Points.03 | –0,3 | Points.07 | 0,81 | 2,4 | |||
| Points.04 | –2,7 | 0 | Points.08 | 0,3 | 2,4 |
Для того чтобы отобразить на экране построения все построенные точки необходимо нажать на пиктограмку
в верхнем левом углу, или нажать на клавишу Xв английской раскладке.5. Теперь для создания линий соединяющих созданные опорные точки нужно отобразить имена точек, для этого поступаем следующим образом. В дереве расположенном в нижнем левом углу, раскрываем закладку Geometry, далее после правого клика на пункте Points в выпавшем контекстном меню устанавливаем левым кликом галочку напротив пункта ShowPointNames (Рис 2.8.). Если же отображение имен точек нужно убрать, то просто убираем галочку.
Рис. 2.8. Отображение имен точек
6. Теперь создадим сплайны профиля и прямые расчетной области с помощью следующей команды Geometry > Create/ModifyCurve 
> Frompoints 
. Выставляем точность (Tolerance) 1e–10 далее, руководствуясь таблицей 2.5, создаем сплайны профиля и прямые расчетной области.
Таблица 2.5
Таблица имен выделяемых точек
| Name | Имена выделяемыхточек | Name | Имена выделяемыхточек |
| Curves.00 | Points. 00, Points. 06 | Curves.04 | Pnt43 – Pnt70 |
| Curves.01 | Points. 05, Points. 06 | Curves.05 | Pnt70 – Pnt97 |
| Curves.02 | Points. 00, Points. 02 | Curves.06 | Pnt97 – Pnt139,0 |
| Curves.03 | Pnt0 – Pnt43 |
Примечание: Если в процессе выделения опорных точек некоторые точки не находятся в видимой области экрана построения геометрии расчетной модели то можно поступить следующим образом – нажать на клавишу F9 и с помощью мышки выставить необходимый ракурс, далее после повторного нажатия на клавишу F9 продолжить выделение необходимых точек.
Заметим, что точки и линии образованы в разных разделах (Part), которые отображаются в закладке Parts дерева.
7. Далее нам необходимо создать полукруглую часть расчетной области Curves.07, для этого выполним Geometry > Create/ModifyCurve > ArcThrough 3 points 
(Дуга через 3 точки)выделяем точки с именами Points. 02, Points. 04 и Points. 05.
8. Для того чтобы отобразить имена кривых поступим так же как и в пункте №5, правым кликом на пункте Curves вызовем выпадающее контекстное меню и поставим галочку левым кликом напротив пункта ShowCurvesNames.
9. Теперь нам необходимо создать плоскость, заключенную между кривыми Curves.00, Curves.01, Curves.02 и Curves.07, для этого необходимо выполнить следующее Geometry > Create/ModifySurface 
> Fromcurves 
(Создание поверхности по 4 кривым), далее выставляем точность (Tolerance) 1e–10 выделяем кривые с вышесказанными именами, и с помощью средней клавиши создаем поверхность.