速度。上面的公式可以写为:
qf(q)(6)式中:f是相对于右手坐标系。
A(5)、A(6)是运用五阶Ru
geKutta方法进行求解,这种方法在多体分离的求解中可以提供一个较高精度的解。在准定常求解中,每一个时刻的流场求解运动物体的运动都是定常的。为了把运动物体的运动影响加入计算结果中,本文在计算运动物体受力中增加气动阻尼:式中:Clp,Cmq和C
r为气动阻尼系数P,Q和R为运动参考面内的滚转、俯仰和偏航速度qdy
r为运动物体上的气动压力Sr,cr和br分别为运动物体的参考面积、参考弦长和参考展长。
3网格变形局部,构技术基本原理
本文采用网格变形与局部重构相结合的方法:在单步小位移的情况下用Laplace算法进行网格变形,当总的位移量逐渐增大至网格质量低于设定标准时,进行局部网格重新生成。在小位移的情下,网格变形就是通过移动网格点的位置来贴合运动物体的边界。最常见的方法就是拉普拉斯光顺,使如式(8)所示的二次方程最小化:式中:δ为某一坐标方向的位移
i,jref为边矢量Ii,jref为与该边矢量相关的对偶网格曲面矢量。这个二次方程最小化的求解是对位移场的每一项单独求解,也就是说忽略了不同坐标矢量之间的耦合。
式(9)为网格拉伸率P的定义。当网格没有负体积,且网格拉伸率ρ满足:ρmi
max。其中,最小网格拉伸率ρmax与最大网格拉伸率ρmax为用户设定。当总的位移量逐渐增大至使网格质量低于设定标准时,进行局部网格重新生成。网格拉伸率P的定义如图2所示。
当通过网格变形得到新的网格质量无法满足要求时,则会进行局部网格重构,生成新的网格,再进行气动计算。局部网格重构是指根据用户定义的具体范围,对运动背景网格(多指机体网格)进行挖洞,将运动物体及其周围网格(多指弹体网格)根据运动物体运动位置填入机体网格,并将机体网格与弹体网格之间局部重构新的网格。具体流程为:(1)首先根据用户自定义的一个或者多个outerbox对背景网格进行挖洞(outerbox可以穿越壁面),保留用户定义的box外的网格(2)根据用户定义的一个或多个i
erbox,保留box内运动物体周围的网格,让其随运动物体一起运动(i
erbox不可以穿越壁面,需将运动物体全部包含在内,如果运动物体周围有加密网格,需将运动物体周围的加密网格包含在内)(3)outerbox之内i
erbox之外的部分生成新的网格(4)最后将三部分网格合成新的网格,完成局部网格重构。如图3所示。
4算例验证
41二维双翼型算例
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