Расчет коэффициента лобового сопротивления (Cx) простых тел и сравнение полученного результата с экспериментом

[dmiantosha 11]

Всем Привет.

 

Проделал некоторый труд, продул и рассчитал Cx простых тел, сравнил с экспериментом.

 

Решил оформить все в этот топик, возможно некоторым будем полезно, как говорится я просто оставлю это здесь....

 

Все тела вращения продувал в цилиндре, брал сектор в 10 градусов. Создавал сначала плоскую блочную сетку на одной из стороне симметрии, затем либо выдавливал вращением блоки, либо сразу элементы в 6 слоев. 

Куб и куб повернутой ребром к потоку считал в половине параллелепипеда. Сетка сразу в 3D Blocking.

 

Все тела вращения имеют радиус r=0.1 метр.

Кубы со стороной a = 0.2 метра.

То есть примерно подобного объема тела.

 

 

Считал в Isotermal режиме, рабочее тело Air At 25C. Лучший результат дала модель тубрулентности k-epsilon, от интенсивности (low, medium, high) результат почти не зависел. 

Inltet->Subsonic->Normal Speed->5 м/с

Outlet->Average Static Pressure->0 Pa

Боковые поверхности цилиндра - Wall->Free Slip

Само тело - > Wall->No Slip

Симметрия на соответствующие грани.

 

Добавлял Mesh Adaptation по скорости в CFX-Pre, где было не много элементов 3-4 итерации, для кубов 1-2.

 

В итоге в расчетах получал подобную картину:

Сетка:

CFD-Post:

:

 

Итоговая таблица с результатами:

 

Расчет с экспериментом сходится достаточно точно почти для всех тел, кроме сферы (я не знаю в чем тут дело, просто опустились руки) и конуса. У конуса Cx=0.5 при таком определение: "конус (2:1)", что это такое за соотношение 2 к 1, я не понял, взял 2h=D, возможно в этом причина. С каплевидном телом сложнее, само понятие слишком расплывчатое, нарисовал что-то вроде капли, но это с потолка, поэтому можно считать результат верным.

 

Также выкладываю сами файлы WB, возможно кому-то пригодятся.

 

Модель для тел вращения: http://rusfolder.com/42917782

Модель для Кубов: http://rusfolder.com/42917783

 

П.С: Если кому-то топик оказался полезным, приму благодарности на WMR: R275859695001   

[Makarrr 15]

Органолептически чую (а проверять влом): сопротивление сферы меньше сопротивления полусферы а у Вас по "экспериментальным" данным наоборот. Вот!

[MotorManiac 130]

Пожалуй для общего развития поинтересуюсь......... это коэффициент от набегающего потока, а как то учитывается статика тыльной стороны ? по аналогии с поршнем автомобиля - подвижная стенка с разностью давлений

[Makarrr 15]

статика тыльной стороны

Звучит прикольно. Надо запомнить 

[HFL 34]

Пожалуй для общего развития поинтересуюсь......... это коэффициент от набегающего потока, а как то учитывается статика тыльной стороны ? по аналогии с поршнем автомобиля - подвижная стенка с разностью давлений

Строго говоря зависит от скорости 

 

На гиперзвуке почти не зависит, поэтому во всяких re-entry задачах (по русски - задача входа в атмосферу)  обычно считают только "переднюю" (forebody) часть тела ...

[dmiantosha 11]

Makarrr, сопротивление полусферы меньше, чем сопротивление сферы, если Вам проверять "влом", то поверьте на слово.

 

MotorManiac, Cx это отношение Силы лобового сопротивления к набегающему потоку. Лобовое сопротивление есть иксовая составляющая полной аэродинамической силы действующей на тело (составляющая вдоль оси Y - подъемная сила). Полная аэродинамическая сила есть интеграл распределения давления по всей поверхности тела, поэтому учитываются все площади.

[kol 12]

Всем Привет.

 

Проделал некоторый труд, продул и рассчитал Cx простых тел, сравнил с экспериментом.

 

Решил оформить все в этот топик, возможно некоторым будем полезно, как говорится я просто оставлю это здесь....

 

Все тела вращения продувал в цилиндре, брал сектор в 10 градусов. Создавал сначала плоскую блочную сетку на одной из стороне симметрии, затем либо выдавливал вращением блоки, либо сразу элементы в 6 слоев. 

Куб и куб повернутой ребром к потоку считал в половине параллелепипеда. Сетка сразу в 3D Blocking.

 

Все тела вращения имеют радиус r=0.1 метр.

Кубы со стороной a = 0.2 метра.

То есть примерно подобного объема тела.

 

setka.jpg

setkaover.jpg

 

Считал в Isotermal режиме, рабочее тело Air At 25C. Лучший результат дала модель тубрулентности k-epsilon, от интенсивности (low, medium, high) результат почти не зависел. 

Inltet->Subsonic->Normal Speed->5 м/с

Outlet->Average Static Pressure->0 Pa

Боковые поверхности цилиндра - Wall->Free Slip

Само тело - > Wall->No Slip

Симметрия на соответствующие грани.

 

Добавлял Mesh Adaptation по скорости в CFX-Pre, где было не много элементов 3-4 итерации, для кубов 1-2.

 

В итоге в расчетах получал подобную картину:

Сетка:

mesh.jpg

CFD-Post:

post.jpg:

 

Итоговая таблица с результатами:

table.jpg

 

Расчет с экспериментом сходится достаточно точно почти для всех тел, кроме сферы (я не знаю в чем тут дело, просто опустились руки) и конуса. У конуса Cx=0.5 при таком определение: "конус (2:1)", что это такое за соотношение 2 к 1, я не понял, взял 2h=D, возможно в этом причина. С каплевидном телом сложнее, само понятие слишком расплывчатое, нарисовал что-то вроде капли, но это с потолка, поэтому можно считать результат верным.

 

Также выкладываю сами файлы WB, возможно кому-то пригодятся.

 

Модель для тел вращения: http://rusfolder.com/42917782

Модель для Кубов: http://rusfolder.com/42917783

 

П.С: Если кому-то топик оказался полезным, приму благодарности на WMR: R275859695001   

Находили данные экспериментов (обтекания простых тел; на низких скоростях и возможно на высоких) с подробным описанием? - не книжек где просто цифры коэффициентов указанны, а данные продувок в А. трубах с указанием всех параметров потока.

[DoktorKTO 0]

В 6.2.2015 в 02:59, dmiantosha сказал:

Всем Привет.

 

Проделал некоторый труд, продул и рассчитал Cx простых тел, сравнил с экспериментом.

 

Решил оформить все в этот топик, возможно некоторым будем полезно, как говорится я просто оставлю это здесь....

 

Все тела вращения продувал в цилиндре, брал сектор в 10 градусов. Создавал сначала плоскую блочную сетку на одной из стороне симметрии, затем либо выдавливал вращением блоки, либо сразу элементы в 6 слоев. 

Куб и куб повернутой ребром к потоку считал в половине параллелепипеда. Сетка сразу в 3D Blocking.

 

Все тела вращения имеют радиус r=0.1 метр.

Кубы со стороной a = 0.2 метра.

То есть примерно подобного объема тела.

 

 

Считал в Isotermal режиме, рабочее тело Air At 25C. Лучший результат дала модель тубрулентности k-epsilon, от интенсивности (low, medium, high) результат почти не зависел. 

Inltet->Subsonic->Normal Speed->5 м/с

Outlet->Average Static Pressure->0 Pa

Боковые поверхности цилиндра - Wall->Free Slip

Само тело - > Wall->No Slip

Симметрия на соответствующие грани.

 

Добавлял Mesh Adaptation по скорости в CFX-Pre, где было не много элементов 3-4 итерации, для кубов 1-2.

 

В итоге в расчетах получал подобную картину:

Сетка:

CFD-Post:

:

 

Итоговая таблица с результатами:

 

Расчет с экспериментом сходится достаточно точно почти для всех тел, кроме сферы (я не знаю в чем тут дело, просто опустились руки) и конуса. У конуса Cx=0.5 при таком определение: "конус (2:1)", что это такое за соотношение 2 к 1, я не понял, взял 2h=D, возможно в этом причина. С каплевидном телом сложнее, само понятие слишком расплывчатое, нарисовал что-то вроде капли, но это с потолка, поэтому можно считать результат верным.

 

Также выкладываю сами файлы WB, возможно кому-то пригодятся.

 

Модель для тел вращения: http://rusfolder.com/42917782

Модель для Кубов: http://rusfolder.com/42917783

 

П.С: Если кому-то топик оказался полезным, приму благодарности на WMR: R275859695001   

интересный пост,жаль нет продувки конусов,пирамид и прочих тел - поперек потока, например при 100км в час,было бы любопытно посмотреть результаты..

что касается каплевидной формы, она повторяет форму капли дождя, летящей вниз к земле, вода принимает форму наиболее обтекаемую!

[novichoksapr 8]

В 06.02.2015 в 01:59, dmiantosha сказал:

Добавлял Mesh Adaptation по скорости в CFX-Pre, где было не много элементов 3-4 итерации, для кубов 1-2.

А как адаптацию подключили? Можете показать в каком это разделе пре-процессора? 

[Fedor 1 602]

http://docs.cntd.ru/document/1200084848   В СП немного другие цифры особенно с учетом наветренного и подветренного давлений... :) 

[Богдан Романович 0]

Добрый день. Проконсультируйте пожалуйста как посчитать коэффициент лобового сопротивления просечно-витяжной сетки которую устанавливают в бампер автомобиля для защиты радиатора. Можно ее ставить, нельзя, будет она мешать воздушному потоку и ухудшать охлаждение радиатора или не будет, будет ли сетка на скорости приводить к завихрениям воздушного потока ухудшая тем самым доступ воздуха к радиатору ? С завода сетки не ставят, ставят уже сами автолюбители для защиты радиатора от мусора и крупных насекомых. Спасибо за ответ.

[MotorManiac 130]

28.06.2021 в 01:19, Богдан Романович сказал:

коэффициент лобового сопротивления просечно-витяжной сетки

 

Идельчик И. Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям там все есть.

[Богдан Романович 0]

Спасибо.