航空工程大型通用软件应用大作业模板.docx
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航空工程大型通用软件应用大作业模板
航空工程大型软件应用
课程报告
院（系）名称
航空科学与工程学院
专业名称
飞行器设计与工程
题目名称
襟翼结构初步设计
组员（17组）
2019年7月
2.Fluent部分3
1.Catia部分：
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：
1、作业截图如下：
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（:
1））';
y=interp1（xs,ys,x,'linear'）;
z=（Pressure_Coeff_Up（:
2））';
plot3（x,y,z）;
gridon
holdon
>>xs=（Lower（:
1））';
ys=（Lower（:
2））';
x=（Pressure_Coeff_Down（:
1））';
y=interp1（xs,ys,x,'linear'）;
z=（Pressure_Coeff_Down（:
2））';
plot3（x,y,z）;
x=（Upper（:
1））';
y=（Upper（:
2））';
plot（x,y）;
x=（Lower（:
1））';
y=（Lower（:
2））';
plot（x,y）;
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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