Подскажите подходящий софт для анализа профиля крыла.

[zerganalizer 601]

Привет всем, кто меня ещё не знает. У меня повторно пробудился интерес к аэродинамическим профилям. Я ещё лет 10 назад создал генераторы профилей NACA 4 и 5 digit и собирался делать 6-е поколение (нашёл материалы официальные по алгоритму построения), когда сменил сферу деятельности. Примеры работы и обсуждение были тут.

 

Были найдены расхождения с забугорными программами.

 

Но несколько лет назад снова вёл изыскания на предмет создания универсального конфигуратора профиля, которым можно симулировать (аппроксимировать, имитировать) любой гладкий профиль и получить возможность поиска идеального профиля под конкретные задачи. Результаты были интересные, проектов 5 и более, в итоге получилось хорошее решение, но очень трудно управляемое.

 

В данный момент мне снова стало интересно, и я создал прототип со всего 3-мя параметрами, позволяющий генерировать аналоги всех NACA-подобных профилей в виде бесконечно гладких кривых (G3/4/5/бесконечность). Но чтобы оценить качество - нужна простая программа анализа, которая может по кривой (не по точкам!) провести анализ аэродинамики и качества сгенерированного профиля.

 

Желательно, чтобы программа была точная и бесплатная.

 

Кто что может посоветовать? Я пробовал FlowEFD, но не понял, как в ней анализировать чисто профиль, а не всё крыло. И как интерпретировать результаты анализа? Интересуют численные результаты аэродинамического качества, какие выдаёт общеизвестная программа AirFoil, но она не ест кривые, только точки.

 

Ваши варианты?

Edited December 15, 2021 by zerganalizer

[zerganalizer 601]

10 минут назад, NGM сказал:

Подозреваю, что этому расчёту предшествовала подготовка данных и работа пары-тройки десятков специалистов уровня PhD++. Ну это я так, мюсли вслух.

Подозреваю, что и при применении ансиса там они тоже участвовали, но ансис всё-равно сдулся. Я как раз про это.

[a_schelyaev 410]

1 час назад, zerganalizer сказал:

Меня впечатлило, что в теме обсуждения разработки и расчётов американского "раптора" отметили, что FloEFD дал очень точный результат, соответствующий испытаниям как никакой другой пакет. Мне достаточно, чтобы самому пробовать.

У нас раз выступал мужик с расчетом центробежной ступени. Совпадение с экспериментом было изумительное. Все были в восторге.

Потом в кулуарах подошел к нему и спросил какой размер сетки - 15000 ячеек.

Попасть в эксперимент проблем нет никаких.

Вопрос в том, как это было сделано.

[AlexKaz 1,883]

 

1 час назад, Jesse сказал:

когда как речь идёт онли о расчётах, причём в "тяжёлых" САЕ

5 в одном затодишевле. Сегодня грузчик, завтра арфист, в среду депутат, а на остаток недели конструктор, программист, дояр и по прочности чуть-чуть

На самом деле, такой профессии как прочнист больше нет. Их вымело зоопарком прочностных модулей в кадах. Чё-то простенькое тысячи конструкторов сами прикинут по книжкам, нормативке и в SW-каком-нибудь. А за сложное они не возьмутся - бегут и несут лимоны в фирмы типа всем известных. Только вот поток несущих фактичесски иссяк когда иссякло и сложное =)

[Chardash 311]

2 минуты назад, AlexKaz сказал:

5 в одном затодишевле.

Не зря одна из книг, которую советует прочитать Билл Гейтс, посвящена универсалам 

[Chardash 311]

Цитата

Как универсалы выигрывают в специализированном мире (Дэвид Эпштейн)

 

[zerganalizer 601]

После сотни-другой продувок и экспериментов нашёл ключевые баги и ошибки, есть крайне интересные результаты, как и обещано было:

 

1. Прожка имеет косяк - если мышкой кликать в кнопку ok диалога задания анализа, то считает почти идеально, а если кликом только рейнольдса, а потом с клавы - ок - то пипец вешается или жутко косячит, с пропусками части пакета анализа.

2. Ставишь больше 300 точек - пишет, что надо 180+/-, если меньше - занижает результаты, если больше - при импорте в профиле то дыры, то аномальные линии, режущие профиль наискосяк или под жопой доп. срезы.

3. Острые профили не любит считать, много пропусков - легко 30-40% пакета анализа на разных углах атаки скипает как неконвергентные.

4. Самые мои (на мой взгляд) революционные профили надо долго на разных настройках тюнить неравномерностью точек, чтобы прога прожевала хотя бы 80% диапазона углов атаки. И ставить 1000 циклов вместо 100 по умолчанию.

5. Очень важно сравнивать профили, чья геометрия адаптирована под тот рейнольдс, что у исходно "модифицируемого" профиля. Выяснилось, что прожка почти не скипает пакет анализов, если рейнольдса поднять раз в 100 или 1000.

 

Есть несколько профилей, ключая дракончика и клювика, которые побили испытуемый профиль либо вчистую на всех рейнольдсах от 300.000 до 3,000,000,000, либо на младших + старших. Особенно эффектно всех "замочил" клювик на 3 ярдах рейнольдсов. Прямо куполом сверху по периметру покрыл.

 

А началось всё с анализа первой анимашки, там качество 200+ вышло сразу. Воткнул его в проект "23018" и продул в сравнении с ним. Ну не хочет прожка считать острые профили на низких рейнольдсах, ломает её. Вот результаты, 8 ярдов рейнольдсов на моём (жёлтые) рулят, на пациенте при больших углах атаки уже ступор прожки, кривая обрывается:

На моём в средних значениях рейнольдса либо ломает как средняя по высоте жёлтая кривая, либо прожка вылетает.

 

По эффективным углам атаки тут есть сдвиг - у профилей немного разные camber positions.

 

Ну, уже понятно, что конфигураторы (3 последние версии, отдельно доступны) могут создавать превосходящие скоростные профили, но теперь надо научиться адекватно продувать их в атмосфере Марса, чтобы разработать идеальное крыло для шаттлов. Так что засяду за теорию и FloEFD.

 

Так что первый же задутый мною профиль уважаемого патриарха поимел.

Edited February 4, 2022 by zerganalizer

[zerganalizer 601]

С "клювом" та же ситуация - на низких рейнольдсах прога скипает половину углов атали, ломая анализ (зелёные). Ситуация с более градиентным профилем из числа названным мной идеальным картина по анализам лучше, но сдвиг по углам атаки (мои - красноватые):

Edited February 4, 2022 by zerganalizer

[zerganalizer 601]

27.01.2022 в 14:27, piden сказал:

27.01.2022 в 14:25, zerganalizer сказал:

А штатно до 10 МАХов считает-таки и стандартный?

Типа, да...

Урррааа... во FloEFD есть advanced модуль, можно считать до 30 махов и в атмосфере Марсе. Буду проектировать космические шаттлы и на планеты сажать с симуляцией.

[zerganalizer 601]

Продолжение о профилях и их конфигураторе тут.

 

Возможно, я раскрыл секрет профилей Бартини.

Edited February 8, 2022 by zerganalizer

[a_schelyaev 410]

07.02.2022 в 12:00, zerganalizer сказал:

Урррааа... во FloEFD есть advanced модуль, можно считать до 30 махов и в атмосфере Марсе. Буду проектировать космические шаттлы и на планеты сажать с симуляцией.

- Космоболисты прилетели...

- Капец планете.

[zerganalizer 601]

Обратил внимание на зеркальную поверхность самого передового сверхзвукового ЛА - Х-59

Поверхности class A? Я был прав, когда ими моделировать крылья начал?

[green_fly 70]

04.02.2022 в 13:07, zerganalizer сказал:

но теперь надо научиться адекватно продувать их в атмосфере Марса, чтобы разработать идеальное крыло для шаттлов. Так что засяду за теорию и FloEFD.

Во FloEFD cвойства марсианской атмосферы ограничены температурой 1000K. Да и те посчитаны при давлении 800 Па, т.е. на поверхности планеты. Вход в атмосферу и торможение сразу посчитать не получится.

[a_schelyaev 410]

13.05.2022 в 09:37, zerganalizer сказал:

Обратил внимание на зеркальную поверхность самого передового сверхзвукового ЛА - Х-59

Поверхности class A? Я был прав, когда ими моделировать крылья начал?

Если на этом фото, то просто в пленку завернут черную и она блестит.

В остальном ничего оригинального в обшивке нет. В продольном направлении порядок гладкости на единицу минимум выше, чем в поперечном.

[zerganalizer 601]

Пора вернуться к этой теме - ИИ-CFD начинает стабильно (куда стабильнее XFLR5) выдавать результаты продувок профилей на +/-90 градусах угла атаки. И я начал продувать туннельники из этой ветки и прочие мои эксперименты, кое-что в соседних ветках выложено.

 

Из основных открытий - "туннельные профили с ярко выраженным "туннелем" не имеют прогиба качества в отрицательных углах атаки, как в NACA 2412 или GAW от Лэнгли:

 

 

Туннельники схожи в этом свойстве:

 

 

Я даже продул "клювик" на фоне туннельника:

 

 

Основные возможности программного комплекса, что я разработал под задачу, описаны в этом слайде моей немаленькой презентации, пока без подробностей:

 

Edited October 2 by zerganalizer

[zerganalizer 601]

Тадаааааам! После множества экспериментальных продувок, включая множественные пакеты найдены настройки решателя, которые не требуют включения контроля сходимости - просто проблемные места считаются дольше вплоть до достижения заданной точности. Одну цифру подправить - и вот экспресс-расчёт, а хотите - можно и точнее. Точнее, чем разрешает сетка цифры не станут - просто пойдут повторения последнего результата после сходимости точно в ноль.

 

Причём эти настройки гарантируют максимальную плавность поляр, прямо графики class A. Есть желающие продуть профиль и получить сравнение поляр типа как тут?:

 

[zerganalizer 601]

Интересный это профиль - kluvik. Нарисован самыми первыми формулами по уравнению "на глазок", верхняя дужка как есть - а нижняя сплющена из верхней масштабом по оси Y. Такой вот он отчасти "симметричненький":

 

 

Он доставил мне больше всех хлопот по модернизации как мешера, так и настроек CFD. Это один из самых остроносых профилей у меня в коллекции, на мой взгляд красивый и в меру грузоподъёмный. Программа продувки, работавшая как часы на других профилях, как известных, так и моих туннельных, на этом профиле начала сбоить на углах атаки вблизи 9 градусов - там где начинается провал качества CL/CD в минусовые значения. Из-за острого носа там, видимо, вихри "мама не горюй", так что мне пришлось поменять почти все настройки SU2: вместо HLLC, который довольно просто настраивать поставил самый продвинутый и универсальный AUSMPLUSUP2. Он очень капризен в настройках, его трудно заставить работать в широком диапазоне при прочих равных, особенно если сетка жиденькая. Даже продувки старой версии с критерием сходимости 4+ давали нетипичные, как по мне всплески, они видны на пунктирной поляре на фоне обновлённой версии:

 

 

Обновлённая версия продвинута так же и в плане производительности в 4 раза и более, и стало не напряжно делать расчёты на стареньком буке на i5 и GTX680M. Точка считается на нём в-среднем 20-30 секунд, местами - 13-15, но в проблемных углах атаки расчёт точки может доходить до 280 секунд из максимальных 500. При проблемах расчёт не только затягивается, но и результат имеет повышенный критерий сходимости, чем у соседних не особо проблемных участков.

 

Так же настройки чутка подкалиброваны для приближения чисел к реальности. По сравнительной картинке видно - проблемные участки новая версия просчитывает куда достовернее. Также видны последствия применения HLLC в старой версии - новая прорисовала поляру как бы "острее".

 

Я продул NACA 2412 следом - для более точного сравнения и положил фоном "клювику":

 

 

Здесь также файлы с отчётом, расчёты были эскизными, с критерием точности 4 на ещё тестовых настройках тюнингованного CFD, расчёт NACA прошел втрое быстрее - средняя скорость 12-15 сек, и скачков на 100+ секунд не было.ALL_polars_kluvik025.txtALL_polars_naca2412-025.txt

[zerganalizer 601]

Тестирую пакет на трансзвуке, тут куда проще считать, чем на 0.1 МАХа было...

 

[zerganalizer 601]

Моя ИИ-CFD становится всё удобнее - можно сравнивать уже сделанные просчёты разными методами обдува 'CONV_NUM_METHOD_FLOW' - даже сразу в процессе текущего расчёта, вот поляра в процессе: AUSMPLUSUP vs SLAU

 

 

По идее в отрисовку в нижней части поляр можно сделать 2 мини-кривые, с численными значениями RMS (достоверности расчётов). Будет удобно по предварительному прогону поляр в разных настройках выбирать потом лучшие. Можно даже добавить как гребёнку величины числа проходов - будут наглядно видны проблемные места.

 

Всё, пока писал пост - расчёт закончился:

 

 

Скажу сразу - RMS у AUSMPLUSUP выше на пол-единицы, но есть узкие места, где расчёт сильно замедлялся. Теперь буду пытать другие методы обдува.

[zerganalizer 601]

Протестировал новый устойчивый в широком диапазоне конфиг - по 4 критерию на краях лагает, по 5+ уже норм на том же клювике, да при 0.1 МАХа.

 

 

На фоне старых расчётов с 3+ уже неохота показывать...

 

 

Сейчас алгоритм просчёта таков, что разброс значений много меньше, и последние 30% проходов система "вылавливает" последние пару соток - так что урезав по числу проходов, я много не потерял, вот отчёт, в нём добавлено число проходов и предел в 1499.

ALL_polarsKluvik01autoRMS5+.txt

 

 

Edited October 16 by zerganalizer

[zerganalizer 601]

Кто тут возмущался, что сверхзвукового конуса нет на моих анализах? На туннельниках, понятное дело, его почти нет в сравнении с обычными профилями, и клювик тут не исключение.