航空工程大型通用软件应用大作业模板Word格式.docx
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航空工程大型通用软件应用大作业模板Word格式.docx
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1.1作业要求:
1、用提供的翼型数据,生成翼型曲线;
2、参考所给的机翼图例,使用参数化设计,参数为:
翼根弦长=500mm、翼中弦长=270mm、
翼尖弦长=150mm、内翼展长=525mm、
外翼展长=800mm、内翼后掠角=15度、
外翼后掠角=15度
翼尖不要求倒圆,最后在Part设计环境中生成实心体机翼(不是曲面);
3、在工程图环境中生成三视图,并标注尺寸;
4、上述三维模型和工程图分别截图插入word文档的Catia部分;
最后提交作业
时,part文件和word报告一起提交。
5、生成的Catia实体机翼模型会在后续作业中使用。
1.2作业报告:
1、作业截图如下:
图11三维模型截图
图12工程图截图
2、part文件见电子版附件。
2.Fluent部分
2.1作业要求:
1、将本组的翼型数据导入到ICEM软件中,生成弦长c=2m的翼型曲线;
2、采用四边形网格划分计算区域;
3、计算条件:
H=11m,Ma=0.4,alpa=3deg,压力远场边界条件、SA湍流模型;
4、计算结果提取内容:
网格分布图、气动力系数、翼型表面压力曲线、翼型周围的压力云图和速度云图、翼型周围的速度矢量图和流线图。
5、word报告:
计算方法和流程、计算结果提取内容。
2.2作业报告:
计算方法及流程:
1、将翼型数据导入到ICEM软件中,通过图形缩放功能,生成弦长2m的翼型曲线;
2、划分计算区域:
参考图2-1,在翼型周围建立C字型网格;
3、建立边界条件:
入流,出流,翼型表面等;
具体详见prj文件或fluent的cas文件;
4、导出Icem中划分的网格为.msh格式,打开fluent软件,导入该.msh网格;
5、按照作业要求改变fluent中的各项设置,具体设置见。
cas文件;
6、开始计算,将计算结果后处理得到如下内容:
图21网格分布图
图22翼形表面气动力系数分布曲线
图23翼型表面压力云图
图24翼型表面速度云图
2、相关文件见电子版附件。
图25翼形表面压力分布曲线
图26翼型周围的速度矢量分布图
图27翼型周围的流线图
3.Ansys部分
3.1.作业要求:
1、将Catia模型导入Ansys生成实体模型;
2、采用扫略网格划分计算模型;
3、输入参数:
机翼为各向同性线弹性材料,弹性模量75GPa,泊松比0.2,材料的拉伸强度为120MPa,压缩强度为80MPa;
4、计算条件:
翼根为固支边界条件;
机翼上下表面分布承受0.4MPa、0.6MPa均布气动压力,翼尖中点上承受200N集中力作用,方向与上表面压力方向相同;
5、计算要求:
计算机翼的全场应力和变形,并对机翼的强度进行校核,给出由翼根到翼尖任意路径上的应力和挠度分布规律;
计算机翼的固有振动频率
6、提交结果:
计算报告和命令流。
3.2作业报告:
图31扫略网格图
图32第三强度理论应力云图(S3)
图33第二强度理论应力云图(S2)
图34第一强度理论应力云图(Nodal_Sum)
图35应变分布云图
图36机翼变形示意图
由上图可以看出,最大拉应力为SMX=.293E+10Pa>
125MPa
最大压应力为SMN=-.326E+10Pa<
-125MPa
所以,强度不够!
由于没有给出密度参数,假设为:
2700
其前10阶模态参数如下:
*****INDEXOFDATASETSONRESULTSFILE*****
SETTIME/FREQLOADSTEPSUBSTEPCUMULATIVE
10.41567E-01111
20.16434122
30.23082133
40.36517144
50.39173155
60.70476166
70.73668177
80.79442188
91.0492199
101.191811010
其他各节点的计算结果见附件中相关文件。
4.Matlab部分:
4.1作业要求:
利用Fluent计算结果:
1.在三维空间绘制翼型外形压力系数分布图;
2.计算整个翼型沿X方向的阻力;
3.计算整个翼型沿Y方向的升力;
4.计算整个翼型相对于1/4弦线长位置的俯仰力矩
5.提交计算报告:
命令语句及计算结果
4.2作业报告
1.
图41翼型外形压力系数分布图
Upper=Upper/50;
Lower=Lower/50;
xs=(Upper(:
1))'
;
ys=(Upper(:
2))'
x=(Pressure_Coeff_Up(:
y=interp1(xs,ys,x,'
linear'
);
z=(Pressure_Coeff_Up(:
plot3(x,y,z);
gridon
holdon
>
xs=(Lower(:
ys=(Lower(:
x=(Pressure_Coeff_Down(:
z=(Pressure_Coeff_Down(:
x=(Upper(:
y=(Upper(:
plot(x,y);
x=(Lower(:
y=(Lower(:
2.
由fluent的计算结果可以直接读出:
单位长度的该翼型X方向的阻力为:
-200.95567N
3.
单位长度的该翼型Y方向的升力为:
11385.837N
4.由fluent的计算结果,知压心x坐标为0.69515757
所以:
俯仰力矩为(0.69515757-chord)*Lift
Matlab命令为:
(0.69515757-2.0*.25)*11385.837
结果为:
2.2220e+003N/m
5.命令语句及计算结果见上.
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