添加非结构NACA0012翼型算例报告

This commit is contained in:
hechao 2025-01-14 16:51:32 +08:00
parent a49ad95f5c
commit 46e419f567
28 changed files with 143 additions and 261 deletions

View File

@ -9,13 +9,11 @@ slug: /
风雷团队经过多年发展现有人员18人背景涵盖数学、力学、航空宇航科学、软件工程等团队下设技术组、算法组、开源组、定制化组、基础设施组团队创新能力突出、攻克众多技术难题在超大规模并行、动网格技术、数值算法、软件测试等方面积累了丰富的经验团队坚持“开放、合作、共赢”的开源理念专注于风雷软件研发及开源社区生态建设为实现我国CFD软件自主可控、自立自强贡献拳头力量
# 风雷软件PHengLEI2206.v10111
# 风雷软件PHengLEI2412.v1478
## 1.软件简介
    风雷软件PHengLEIPlatform for Hybrid ENGineering simulation of
flows是中国空气动力研究与发展中心CARDC研发的面向流体工程的混合CFD平台。平台以面向对象的设计理念采用C++语言编程。2020年12月风雷软件正式面向全国开源与其他开源CFD软件相比风雷软件具有扩展能力强、开发难度低、计算效率高等特点。更多介绍请阅读PHengLEI/Documents文件夹下的**
《风雷软件应用与开发指南》**
    风雷软件PHengLEIPlatform for Hybrid ENGineering simulation of flows是中国空气动力研究与发展中心CARDC研发的面向流体工程的混合CFD平台。平台以面向对象的设计理念采用C++语言编程。2020年12月风雷软件正式面向全国开源与其他开源CFD软件相比风雷软件具有扩展能力强、开发难度低、计算效率高等特点。更多介绍请阅读PHengLEI/Documents文件夹下的**《风雷软件应用与开发指南》**
    风雷软件更多动态和Demo请登录以下网址查看
@ -29,21 +27,16 @@ flows是中国空气动力研究与发展中心CARDC研发的面向流
- 视频教程https://www.bilibili.com/video/BV1eX4y1T7yW?from=search&seid=9482198996609923785
**声明:**
若用户将该软件用于学术研究或工程应用须在相关的论文成果的显要位置处标注基于国家数值风洞“风雷PHengLEI“软件并引用“风雷PHengLEI”软件相关的参考文献例如[1]
和[2]
[1] 赵钟,等.风雷PHengLEI通用CFD软件设计[J]. 计算机工程与科学, 2020, 42(2): 210-219.( ZHAO Zhong, et al. Design of general CFD software PHengLEI [J]. Computer Engineering & Science, 2020, 42(2): 210-219. (in Chinese) )
[2] 赵钟,等.适用于任意网格的大规模并行CFD计算框架PHengLEI[J]. 计算机学报, 2019, 42(11):2368
-2383. ( ZHAO Zhong, et al. PHengLEI: A Large Scale Parallel CFD Framework for Arbitrary Grids [J]. Chinese Journal of Computers, 2019, 42(11): 2368-2383. (in Chinese) )
[1] 赵钟,等.通用CFD软件PHengLEI设计[J]. 计算机工程与科学, 2020, 42(2): 210-219.( Zhao Z, et al.
   Design of general CFD software PHengLEI [J]. Computer Engineering & Science, 2020, 42(2):
   210-219. (in Chinese) )
[2] 赵钟,等.适用于任意网格的大规模并行CFD计算框架PHengLEI[J]. 计算机学报, 2018, 42(11):2368
   -2383. ( Zhao Z, et al. PHengLEI: A Large Scale Parallel CFD Framework for Arbitrary Grids [J].
   Chinese Journal of Computers, 2018, 42(11): 2368-2383. (in Chinese) )
**声明:**
若用户将该软件用于学术研究或工程应用须在相关的论文成果的显要位置处标注基于国家数值风洞“风雷PHengLEI“软件并引用“风雷PHengLEI”软件相关的参考文献例如[1]和[2]
## 2.软件功能
    风雷软件是一款结构/非结构通用CFD软件计算范围覆盖低速、亚跨声速和高超声速。软件采用有限体积法求解定常/非定常的雷诺平均NS方程RANS方程集成了典型湍流模型如SA、SST模型等无粘项采用Roe、Vanleer、AUSM、Steger-Warming等格式粘性项采用中心格式时间推进采用LU-SGS或Block
LU-SGS隐式方法求解非定常计算时采用双时间步方法。针对大规模问题软件支持分区并行计算并且使用多重网格技术加速收敛。同时风雷软件也提供常用前/后置接口如Gridgen、ICEM-CFD、FieldView、Tecplot等。
    风雷软件是一款结构/非结构通用CFD软件计算范围覆盖低速、亚跨声速和高超声速。发展面向多区域多算法融合的混合计算框架支持结构/非结构不同网格类型混合,二阶/高阶不同求解精度混合,可压/不可压不同求解器类型混合等多种混合策略构建适配任意硬件架构的多层级混合并行模型支持MPI、MPI/OpenMP、MPI/CUDA等多种同构及异构并行策略具备百亿网格百万核并行模拟能力发展多种高效计算加速策略支持LUSGS/GMRES等多种高效隐式加速算法、具备湍流AI预测能力支持高精度方法、SIMPLE不可压、多组分计算、多孔介质模拟提供SA/SST/湍流壁面函数等多种湍流模型、具备RANS/DES/LES的定常/非定常湍流模拟能力可满足常规工程应用需求支持网格加密、网格变形、重叠网格、动网格等多种网格功能支持LBM、基于LBM的浸入边界流固耦合方法可满足用户多样化需求。同时风雷软件也提供常用前、后置软件接口如Gridgen、Pointwise、ICEM-CFD、FieldView、Tecplot、Ensight、ParaView等。
## 3.代码获取
@ -96,29 +89,3 @@ LU-SGS隐式方法求解非定常计算时采用双时间步方法。针
## 8.联系我们
    电子邮箱phenglei@126.com。
# 帮助文档
帮助文档有助于您全面了解红山开源平台,让我们一起为开源创新贡献力量!
<div class="row">
<div class="col col--12">
<section class="row list">
<article class="col col--6 margin-bottom--lg">
<a class="card padding--lg cardContainer" href="/快速开始/注册红山开源账号">
<h2 class="text--truncate cardTitle" title="快速开始">快速开始</h2>
<p>帮助用户快速注册使用平台[5个文档]</p>
</a></article>
<article class="col col--6 margin-bottom--lg">
<a class="card padding--lg cardContainer" href="/服务协议/红山开源服务协议">
<h2 class="text--truncate cardTitle" title="红山开源服务协议">红山开源服务协议</h2>
<p>红山开源服务协议[1个文档]</p>
</a></article>
<article class="col col--6 margin-bottom--lg">
<a class="card padding--lg cardContainer" href="/其他/其他...">
<h2 class="text--truncate cardTitle" title="其他">其他</h2>
<p>其他[n个文档]</p>
</a></article>
</section>
</div>
</div>

View File

@ -1,4 +0,0 @@
{
"label": "快速开始",
"position": 50
}

View File

@ -1,23 +0,0 @@
---
sidebar_label: '创建第一个开源项目'
sidebar_position: 2
---
# 创建第一个开源项目
## 1. 新建项目
平台提供了“新建”按钮,用户可以通过点击快速从零开始创建新的公开或者私有项目。
## 2. 填写项目信息
填写项目基本信息。
## 3. 创建成功
点击创建项目,创建成功后进入项目主页。

View File

@ -1,89 +0,0 @@
---
sidebar_label: '导入GitHub等第三方Git项目'
sidebar_position: 5
---
# 导入GitHub等第三方Git项目
## 1. 导入项目
在首页选择**导入项目**
## 2. 填写信息
填写需要导入的第三方Git项目地址和项目信息如果导入项目为私有仓库则需输入目标平台用户token进行授权。
## 3. 授权验证
在平台导入其他平台如GitHub、Gitee的开源项目时如果项目为私有则无法通过正常途径导入需要输入对应平台有权限的token值进行校验。
下面将列举一些典型开源平台的token获取方式。
### GitHub token获取方式
1. 登录GitHub账号
2. 访问用户头像下的settings菜单
![img](https://forum.gitlink.org.cn/api/attachments/422328)
3. 访问最下方的Developer settings
![img](https://forum.gitlink.org.cn/api/attachments/422329)
4. 在跳转页访问Tokenclassic新建一个classic token若已保存token
![img](https://forum.gitlink.org.cn/api/attachments/422362)
5. 在token配置页面输入token用途并确保该token已勾选“repo”选项否则将导入失败
![img](https://forum.gitlink.org.cn/api/attachments/422364)
点击创建按钮
![img](https://forum.gitlink.org.cn/api/attachments/422366)
6. 复制该token
![img](https://forum.gitlink.org.cn/api/attachments/422368)
并将该token输入至GitLink导入项目认证填写框
![img](https://forum.gitlink.org.cn/api/attachments/422376)
### Gitee token获取方式
1. 登录Gitee账号
2. 访问用户头像下的设置菜单
![img](https://forum.gitlink.org.cn/api/attachments/422333)
3. 访问“安全设置”栏下方“私人令牌”菜单
![img](https://forum.gitlink.org.cn/api/attachments/422334)
4. 点击生成新令牌并在令牌生成页面配置令牌名称并确保令牌已勾选“project”权限选项并保存该令牌
![img](https://forum.gitlink.org.cn/api/attachments/422371)
![img](https://forum.gitlink.org.cn/api/attachments/422370)
5. 在令牌生成成功的弹窗复制该令牌并将该token输入至GitLink导入项目认证填写框
![img](https://forum.gitlink.org.cn/api/attachments/422374)
![img](https://forum.gitlink.org.cn/api/attachments/422375)
## 4. 导入成功
提示正在从第三方Git项目地址迁移
迁移成功则导入项目成功

View File

@ -1,19 +0,0 @@
---
sidebar_label: '提交第一行代码'
sidebar_position: 3
---
# 提交第一行代码
# 1. 编辑代码
点击编辑按钮,开始编辑代码。
# 2. 提交代码
在编辑框中编写代码,编写完成后填写变更信息后提交变更。
## 3. 代码更新成功

View File

@ -1,25 +0,0 @@
---
sidebar_label: '搜索开源项目'
sidebar_position: 4
---
# 搜索开源项目
## 1. 开源项目页面介绍
项目”模块汇聚和管理了所有 红山开源 平台上的托管项目和镜像项目,用户可以输入项目名称关键字进行搜索,也可以根据项目类别对项目进行筛选。
进入“项目”模块,左侧列出了项目类型和项目类别。其中,项目类型主要包括开源托管项目和开源镜像项目两类。项目类别主要包括:云计算、大数据、区块链、物联网、机器学习、人工智能、智慧医疗、其他。
右侧展示了所有项目的基本信息包括创建者、项目名、项目简介、浏览量、项目类别、更新时间、点赞数量、Fork 数量等信息用户可以通过关键字搜索查找特定的项目也可以按照更新时间、创建时间、Fork 数量、点赞数量等对项目进行排序。
用户点击项目名称,即可进入到项目详情,查看和参与开源项目开发。
## 2. 搜索开源项目
搜索框可以搜索

View File

@ -1,22 +0,0 @@
---
sidebar_label: '注册红山开源账号'
sidebar_position: 1
---
# 注册GitLink账号
## 1. 点击**立即注册**按钮
## 2. 填写注册信息
- 手机号注册
## 3. 注册完成
填写完所需信息后点击注册,注册成功后则进入个人主页

View File

@ -1,4 +0,0 @@
{
"label": "服务协议",
"position": 100
}

View File

@ -1,34 +0,0 @@
---
sidebar_label: '红山开源服务协议'
sidebar_position: 1
---
尊敬的用户,您好!
欢迎使用红山开源平台,在您使用红山开源平台前,请您认真阅读并遵守《红山开源服务协议》(以下简称”本协议”),请您务必审慎阅读、充分理解协议的各条款内容。
当您在注册过程中点击查看”看过并同意本服务协议”,按照注册流程成功注册为红山开源平台的用户即表示您已充分阅读、理解并完全接受本协议中的全部条款。您承诺接受并遵守本协议的约定,届时您不应以未阅读本协议的内容等理由,主张本协议无效或本协议中的某些条款无效,或要求撤销本协议。
## 一、红山开源平台权利和义务
1. 尊重用户隐私:尊重用户隐私,保障用户隐私安全是红山开源平台的一项基本政策;
2. 管理平台用户:红山开源平台依据国家法律、地方法律和国际法律等的标准以及本行业的规则来管理平台注册用户;
3. 处理用户反馈:红山开源平台的相关人员会及时处理用户反馈的问题并给予及时回复。
## 二、用户权利和义务
用户在使用红山开源平台的过程中,必须遵守如下原则:
1. 遵守中国的有关法律和法规;
2. 使用网络服务不作非法用途;
3. 不干扰和混乱网络服务;
4. 遵守所有使用网络服务的网络协议、规定、程序和惯例;
5. 不传输任何非法的、骚扰性的、中伤他人的、辱骂性的、恐吓性的、伤害性的、庸俗的,淫秽等信息资料;
6. 不传输任何教唆他人构成犯罪行为的资料;
7. 用户不得故意或者过失损害红山开源平台合法权利和利益。
## 三、关于责任
鉴于网络服务的特殊性,用户同意红山开源团队有权在事先通知的情况下,变更、中断、升级部分网络服务。红山开源团队不担保网络服务不会中断,但承诺在用户可承受的时间内快速恢复服务,同时确保用户数据的安全性和可靠性。
## 四、服务条款的修改
红山开源团队保留在必要时对本协议修改的权利,一旦发生变动,这些条款可由红山开源团队及时更新,且毋须另行通知,修改后的条款一旦在网页上公布即有效代替原来的服务条款。您可随时查阅最新版服务条款。
本协议最终解释权归红山开源团队所有。

View File

@ -0,0 +1,131 @@
---
$kg/{m^{3}}$sidebar_label: 'NACA0012翼型绕流模拟'
sidebar_position: 1
---
## 基本信息
&ensp;&ensp;&ensp;&ensp;**算例名称:**B01_TwoD_NACA0012_SA_Unstruct_1CPU
&ensp;&ensp;&ensp;&ensp;**测试版本:**PHengLEI2406.v1217
## 算例描述
&ensp;&ensp;&ensp;&ensp;NACA0012翼型为传统的对称翼型相对厚度为12边界层内绝大部分都为全湍流。该算例为验证算例也是低速流动的经典模型实验数据包括不同迎角下的升力和阻力系数以及迎角0°、10°、15°的压力分布通过计算与实验的对比可验证程序在二维翼型绕流问题上的模拟精度。
## 计算条件
<div align=center><br>表1 主要来流参数</div><br/>
<div align='center'><img src="../img/非结构网格/NACA0012翼型绕流模拟/来流参数表.png" alt="图片" width='700px'/></div><br/>
<div align=center><br>表2 主要计算参数</div><br/>
<div align='center'><img src="../img/非结构网格/NACA0012翼型绕流模拟/计算参数表.png" alt="图片" width='700px'/></div><br/>
## 计算网格
&ensp;&ensp;&ensp;&ensp;本算例所采用NACA0012翼型非结构网格如图1所示网格单元总数为29976第1层网格高度为9e-7。外边界设置为远场边界翼型表面为固壁边界。
<div align='center'><img src="../img/非结构网格/NACA0012翼型绕流模拟/计算网格.png" alt="图片" width='600px'/><br/>图1 NACA0012翼型非结构网格</div><br/>
## 计算结果
#### 1. 气动力结果
&ensp;&ensp;&ensp;&ensp;流场结果
<div align='center'><img src="../img/非结构网格/NACA0012翼型绕流模拟/升力系数随攻角变化.png" alt="图片" width='700px'/><br/>图2 升力系数随攻角变化情况</div><br/>
<div align='center'><img src="../img/非结构网格/NACA0012翼型绕流模拟/阻力系数随升力系数变化.png" alt="图片" width='700px'/><br/>图3 阻力系数随升力系数变化情况</div><br/>
<div align=center><br>表3 升阻力对比情况</div><br/>
<div align='center'><img src="../img/非结构网格/NACA0012翼型绕流模拟/升阻力对比.png" alt="图片" width='700px'/></div><br/>
&ensp;&ensp;&ensp;&ensp;图2图3为PHengLEI、CFL3D在不同攻角下计算所得升阻力结果与Ladson所提供试验数据的比较表3给出了3种不同攻角下的升阻力具体数值。可以看到两款软件最终收敛的气动力计算结果都与试验值较为相近随着攻角的增大升力系数逐渐增大到达临界攻角时升力系数也达到最大值随着攻角的进一步增大升力系数开始剧减。
#### 2. 流场结果
<div><table frame=void> <!--用了<div>进行封装-->
<tr>
<td><div><center> <!--每个格子内是图片加标题-->
<img src="../img/非结构网格/NACA0012翼型绕流模拟/0度攻角物面压力系数分布.png"
alt="图片"
width='600px'/> <!--高度设置-->
<br> <!--换行-->
a物面压力系数分布 <!--标题1-->
</center></div></td>
<td><div><center> <!--第二张图片-->
<img src="../img/非结构网格/NACA0012翼型绕流模拟/0度攻角物面摩阻系数分布.png"
alt="图片"
width='600px'/>
<br>
b物面摩阻系数分布
</center></div></td>
</tr>
</table></div><div align=center><br>图4 NACA0012翼型0°攻角物面压力及摩阻分布</div><br/>
<div><table frame=void> <!--用了<div>进行封装-->
<tr>
<td><div><center> <!--每个格子内是图片加标题-->
<img src="../img/非结构网格/NACA0012翼型绕流模拟/10度攻角物面压力系数分布.png"
alt="图片"
width='600px'/> <!--高度设置-->
<br> <!--换行-->
a物面压力系数分布 <!--标题1-->
</center></div></td>
<td><div><center> <!--第二张图片-->
<img src="../img/非结构网格/NACA0012翼型绕流模拟/10度攻角物面摩阻系数分布.png"
alt="图片"
width='600px'/>
<br>
b物面摩阻系数分布
</center></div></td>
</tr>
</table></div><div align=center><br>图5 NACA0012翼型10°攻角物面压力及摩阻分布</div><br/>
<div><table frame=void> <!--用了<div>进行封装-->
<tr>
<td><div><center> <!--每个格子内是图片加标题-->
<img src="../img/非结构网格/NACA0012翼型绕流模拟/15度攻角物面压力系数分布.png"
alt="图片"
width='600px'/> <!--高度设置-->
<br> <!--换行-->
a物面压力系数分布 <!--标题1-->
</center></div></td>
<td><div><center> <!--第二张图片-->
<img src="../img/非结构网格/NACA0012翼型绕流模拟/15度攻角物面摩阻系数分布.png"
alt="图片"
width='600px'/>
<br>
b物面摩阻系数分布
</center></div></td>
</tr>
</table></div><div align=center><br>图6 NACA0012翼型15°攻角物面压力及摩阻分布</div><br/>
&ensp;&ensp;&ensp;&ensp;图4-图6分别为NACA0012翼型在不同攻角状态下的物面压力系数及物面摩阻分布可以看出PHengLEI、CFL3D都可以较好地模拟出机翼的流动特性计算所得物面压力系数及物面摩阻分布与实验数据均吻合较好。随着攻角的增大翼型前缘的压力梯度显著增加气流明显加速并且不断地向翼型后缘发展导致气流在翼型后缘开始发生分离。
<div><table frame=void> <!--用了<div>进行封装-->
<tr>
<td><div><center> <!--每个格子内是图片加标题-->
<img src="../img/非结构网格/NACA0012翼型绕流模拟/0度攻角马赫数分布.png"
alt="图片"
width='600px'/> <!--高度设置-->
<br> <!--换行-->
a0°攻角马赫数分布 <!--标题1-->
</center></div></td>
<td><div><center> <!--第二张图片-->
<img src="../img/非结构网格/NACA0012翼型绕流模拟/10度攻角马赫数分布.png"
alt="图片"
width='600px'/>
<br>
b10°攻角马赫数分布
</center></div></td>
</tr>
</table></div><br/>
<div align='center'><img src="../img/非结构网格/NACA0012翼型绕流模拟/15度攻角马赫数分布.png" alt="图片" width='600px'/><br/>c 15度攻角马赫数分布</div><div align=center><br>图7 NACA0012翼型15°攻角物面压力及摩阻分布</div><br/>
&ensp;&ensp;&ensp;&ensp;从图6给出的NACA0012翼型在3种不同攻角状态下的马赫数分布云图。随着攻角增大翼型上翼面的后缘位置附近逐渐发生流动分离当攻角达到15度时可以看到在91%附近开始出现分离并在后缘位置出现显著分离区PHengLEI的计算结果较为准确地捕捉到该流动分离特征。
## 结论
&ensp;&ensp;&ensp;&ensp;当攻角较小时,翼型表面主要表现为附着流动,此后随攻角增大大。升力系数也逐渐增大,气流在翼型上表面逐渐开始发生分离,分离点从后缘向前缘移动,达到临界攻角时,上表面气流分离更加严重,翼型此时获得最大升力系数。随着攻角的进一步增大,翼型上表面气流将完全发生分离,升力系数发生剧减。
本次测试能够验证风雷软件当前版本在二维翼型绕流问题上的模拟精度。
## 参考文献
[1] https://turbmodels.larc.nasa.gov/naca0012numerics_val.html
[2] 杨军利, 郜俊豪, 郭温鑫. 基于大涡模拟的NACA0012翼型流动分离研究[J]. 中国民航飞行学院学报, 2023, 34(2): 10-14.

View File

@ -0,0 +1,4 @@
{
"label": "非结构网格",
"position": 2
}

Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 131 KiB

Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 130 KiB

Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 170 KiB

Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 130 KiB

Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 130 KiB

Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 168 KiB

Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 132 KiB

Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 138 KiB

Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 172 KiB

Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 93 KiB

Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 52 KiB

Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 71 KiB

Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 81 KiB

Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 127 KiB

Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 88 KiB