Подскажите подходящий софт для анализа профиля крыла.

[zerganalizer 580]

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?

Изменено 15 декабря 2021 пользователем zerganalizer

[ДОБРЯК 611]

21 час назад, zerganalizer сказал:

3. Сплайн, полученный из п.п.1-2 из равномерно распределённых по ним точкам числом около полутысячи. Я пробовал около 2к точек, но вылезли аномальные осцилляции. И точность повторения графика кривизны не очень.

Еще раз спрошу.

Какой сплайн вы строите по точкам. Вам понятен вопрос?

[zerganalizer 580]

17 часов назад, KorovnikovAV сказал:

Посоветовал бы тебе ansys CFX, но ты не вывезешь 

Та легко, катию сам без доков освоил, и тут нет проблем. Был бы необходимый интерес. Денежно подкреплённый.

17 часов назад, KorovnikovAV сказал:

Тебе их из сапра, дубина, ещё потом из листа алюминия ваять. Ну не тебе конечно, твои поделки пойдут в стол. Но в целом где то на задворках помни что весь твой абстрактный идеализм нужно воплощать 

Шо вы к алюминьке в листах привязались? В конторе, где я БПЛА разрабатывал, их делали через ЧПУ форму + композитная корка, а через несколько лет вообще 3D-принтером печатали.

[zerganalizer 580]

23 часа назад, ДОБРЯК сказал:

23 часа назад, zerganalizer сказал:

Я конвертировал кривую по формуле в сплайн через набор точек

В какой сплайн вы конвертировали свою кривую. Вас про это и спрашивают, чтобы понять точность на выходе...

Я уже расписал варианты, и разность графиков анализа кривизны видна. Сплайн обычный, 6-я степень. Но точек около 500. Загрузите мои сэмплы и сами сравните. Графики кривизны тоже приложены.

 

Изменено 23 декабря 2021 пользователем zerganalizer

[ДОБРЯК 611]

12 минут назад, zerganalizer сказал:

Сплайн обычный

Нет такого названия "сплайн обычный". 

Дальше по сплайнам спрашивать не буду, мне все понятно.

[zerganalizer 580]

56 минут назад, ДОБРЯК сказал:

Нет такого названия "сплайн обычный". 

Дальше по сплайнам спрашивать не буду, мне все понятно.

Чего непонятного? Кривая Безье, всем известная, кроме вас.

 

При попытке конвертировать в нурбсу кажет это:

 

 

Изменено 23 декабря 2021 пользователем zerganalizer

[ДОБРЯК 611]

25 минут назад, zerganalizer сказал:

Чего непонятного? Кривая Безье, всем известная, кроме вас.

Вы привыкли общаться в разделе Флейм. Поэтому и чистят вашу тему.

С первого раза вы не могли написать, что строите сплайн Безье. Это уже понятно.

То что при изготовлении вся эта) ваша точность будет потеряна вам уже сказали. И  еще крыло будет деформироваться. Деформации будете учитывать при сравнении графиков кривизны?

 

 

[zerganalizer 580]

11 минут назад, ДОБРЯК сказал:

С первого раза вы не могли написать, что строите сплайн Безье.

Строю кривую по уравнению. Иногда могу в нурбсу аппроксимировать. Сплайном - только точки зачитываю, и то - "для посмотреть".

[zerganalizer 580]

При попытке кривую по уравнению редактировать она конвертируется в нурбсу как и обычный сплайн Безье. Но могу сделать нурбс-вариант до 16-й степени, хотя не все профили он целиком возьмёт.

 

Отсюда понятно, что манипулировать буду полу-профилями с сопряжением в носике.

[KorovnikovAV 510]

4 часа назад, zerganalizer сказал:

Та легко, катию сам без доков освоил, и тут нет проблем. Был бы необходимый интерес. Денежно подкреплённый.

Э нет, тут без документации ты даже правильные кнопки нажимать не сможешь, а без понимания физики процесса нажатые кнопки не покажут хоть какой то приближённый к реальности результат. 

Про денежный интерес я тебе кстати давно писал. Могу тебе даже книжку lean startup отправить, чтобы ты понял необходимость сначала продать решение реальной инженерной задачи а потом начинать её решать. 

4 часа назад, zerganalizer сказал:

Шо вы к алюминьке в листах привязались? В конторе, где я БПЛА разрабатывал, их делали через ЧПУ форму + композитная корка, а через несколько лет вообще 3D-принтером печатали.

Потому что от алюминия тебе не убежать. На этапе прототипирования никто не будет делать испытательный образец из композита. Сначала на основе твоих "расчётов" сделают прототип из модулана или подобного модельного пластика и в любом случае будут натурно продувать. Потом из люминия. И только после подтверждения аэродинамического качества профиля будут готовить серийный! проект из композита. 

У нас в стране ещё только учатся работать с композитами. В авиастроении пока всё не очень. 

[zerganalizer 580]

2 часа назад, KorovnikovAV сказал:

чтобы ты понял необходимость сначала продать решение реальной инженерной задачи а потом начинать её решать. 

Чо-та думалось как раз наоборот. Как продать то, чего ещё нет? Я прям щас могу про кое-какие вещи сказать "я могу решить это, заплатите мне, я после оплаты решу конкретно." С аирбасом так не прокатило.

Изменено 23 декабря 2021 пользователем zerganalizer

[KorovnikovAV 510]

1 час назад, zerganalizer сказал:

Чо-та думалось как раз наоборот. Как продать то, чего ещё нет?

Ну думалось тут слово громкое и подход вроде lean sturtup как раз поменьше думать, варясь в собственном котле, а бить гипотезы MVP об рынок который порешает. 

Продавать нужно то, что несёт ценность и решает проблему потребителя. Буднеж про кривые Безье этого не делает, но может увлекать надолго. Повышение грузоподъёмности при снижении расхода топлива решает 

Доказываешь цифрами и вперёд за инвестициями

1 час назад, zerganalizer сказал:

я могу решить это, заплатите мне, я после оплаты решу конкретно

Говорить то ты можешь конечно 

1 час назад, zerganalizer сказал:

С аирбасом так не прокатило.

Даже я уже понял почему 

[a_schelyaev 371]

Задача профилировки крыла не особо маржинальная. Выглаживать профили умели с середины прошлого века. Работа это не частая, поэтому вполне себе терпит крафтовый подход - ручками в Маткаде. а кто-то и в Екселе, а были случаи, что и на глаз.

[zerganalizer 580]

25.12.2021 в 19:57, a_schelyaev сказал:

Задача профилировки крыла не особо маржинальная. Выглаживать профили умели с середины прошлого века. Работа это не частая, поэтому вполне себе терпит крафтовый подход - ручками в Маткаде. а кто-то и в Екселе, а были случаи, что и на глаз.

Тут в прошлую пятницу случился прорыв в технологии построения профиля. Я после НГ создам ветку для обсуждения устройства профилей, известных алгоритмов их построения и подгонки их к результатам анализа.

 

В-частности, хочется собрать материал по влиянию на аэродинамику всего профиля геометрии нижнего полупрофиля, по верхней части я уже немало нарыл.

 

Дело не в выглаживании, дело в оптимизации соотношения "подъёмная сила/лобовое сопротивление". Как раз новая формула поддерживает САПРовскую оптимизацию, что позволяет при адекватном сохранении качества анализа гладкости получить camber position поменьше или просто нужный. И это - при сохранении хорошего графика анализа кривизны.

 

Не спорю, что ручками подобное тоже возможно, я пробовал, но это так себе результат, "на глаз". Для сравнения профилей с учётом их CFD-анализа нужны чисто численные данные и повторяемость.

 

Например, после анализа возможностей новой формулы (они гораздо шире моих предыдущих алгоритмов, как оказалось) я добавлю (как делал ранее) возможность одним кликом сохранять найденное решение в таблицу конфигураций вместе с текстовым описанием. Потом можно будет переключать конфигурации парой кликов.

 

А тема генерации крыла будет позже, и довольно скоро. Поработал месяц назад над ним снова (завёл дополнительный вариант построения) и понял (я уже говорил про это), что для идеального крыла (ИМХО) нужны профили идеального качества, у которых влоб (или хотя-бы итерационно/оптимизацией) можно задать высоту профиля и camber position (причем - для верхнего и нижнего полупрофиля отдельно). Для этого я и вернулся к теме генерации профилей - они нужны моим будущим крыльям. И аппаратам, целиком аэродинамическим.

[a_schelyaev 371]

2 часа назад, zerganalizer сказал:

Дело не в выглаживании, дело в оптимизации соотношения "подъёмная сила/лобовое сопротивление".

 

 

Н-да, как в анекдоте, вы тут сидите и не знаете, что пиписька называется.....

Это называется Аэродинамическое качество. Смотрят не только отношение сил, но и коэффициентов. Ну и в целом это более значимый критерий, нежели гладкость кривой дужки профиля. В ряде внегласных работ были получены очень занятные формы профиля крыла, которые удовлетворяют требования по качеству, где на гладкость плевали.

Однако, кроме вылизывания на крейсерском режиме, на практике интересуют также и взлетно-посадочные режимы.

А это означает не только изменение режимов обтекания, но и введение элементов механизации по передней и задней кромкам.

Велкам!

 

P.S. Наивысшим искусством плазовиков и проектировщиков считалось обеспечить требуемых АДХ при как можно простой в обводах поверхности. Например, на МиГе изд.101, на базе которого потом родился проект МиГ-110, было крыло с набранное из линейчатой поверхности. Основная причина - обеспечить в условиях ядерного постапокалипсиса возможность ремонта и изготовления агрегата в условиях особого периода.

Изменено 27 декабря 2021 пользователем a_schelyaev

[zerganalizer 580]

2 часа назад, a_schelyaev сказал:

В ряде внегласных работ были получены очень занятные формы профиля крыла, которые удовлетворяют требования по качеству, где на гладкость плевали.

Да, видел и такие. Вообще тема интересная.

2 часа назад, a_schelyaev сказал:

Однако, кроме вылизывания на крейсерском режиме, на практике интересуют также и взлетно-посадочные режимы.

А это означает не только изменение режимов обтекания, но и введение элементов механизации по передней и задней кромкам.

Велкам!

Это станет понятно после анализов обтекания моих профилей на разных углах атаки. Тема изначально про понятный софт для такого анализа.

 

Касаемо элементов механизации есть идеи, но в-целом (как мне рассказывали в ЦАГИ) нужна линеаризация образующих крыла в 3D для размещения элементов механизации. Генеративный алгоритм построения крыла, на который можно натравить модуль оптимизации САПР - думаю, хорошее решение. Но для начала нужно с "произвольными" профилями разобраться, чтобы всё генерировалось.

 

"Ломать" профиль для анализа обтекания с элементом механизации под каким-то углом для меня не проблема. Можно сделать "ломающий" компонент для профиля и получать автоматом профиль с механизацией. Это тема отдельной UDF, подобные функции я решал ранее, разработав UDF "разгибания кончиков" любого профиля. Ну то есть получение технологического зазора поверхности вдоль задней образующей. Аналогичным алгоритмом можно сделать UDF "механизации профиля"и обдувать это в CFD на разных углах атаки.

 

2 часа назад, a_schelyaev сказал:

Например, на МиГе изд.101, на базе которого потом родился проект МиГ-110, было крыло с набранное из линейчатой поверхности. Основная причина - обеспечить в условиях ядерного постапокалипсиса возможность ремонта и изготовления агрегата в условиях особого периода.

Эту задачу мне тоже озвучивали. Даже есть примерный алгоритм создания конфигуратора крыла с такими характеристиками. Вот как раз для такого конфигуратора очень важно иметь возможность построить идеальный профиль с чётко заданными толщинами профиля и camber position. Проблема не в возможности такое строить автоматически - проблема подобрать подходящие профили, совместимые с таким алгоритмом построения крыла.

 

Линейчатая поверхность да на разной стреловидности - дело непростое. Но конфигуратор крыла, умеющий работать со штатным оптимизатором САПРа решит эту проблему.

Изменено 27 декабря 2021 пользователем zerganalizer

[a_schelyaev 371]

34 минуты назад, zerganalizer сказал:

Проблема не в возможности такое строить автоматически - проблема подобрать подходящие профили, совместимые с таким алгоритмом построения крыла.

Проблема в подборе перечня требований, под которые нужно вести проектирование крыла.

А там еще интеграция с силовой установкой, с ПОС, учет конфигурации крыла на случай отказа двигателя, выбор траектории выпуска и уборки механизации по минимуму сопротивления, учет полетной крутки крыла.

Потратив еще пару десятков лет до вас дойдет почему в КБ такой раздутый штат и почему ряд задач проще и быстрее сделать в эксперименте, включая натурный.

 

И самое главное - мы еще не заикались о моментной характеристике.

Изменено 27 декабря 2021 пользователем a_schelyaev

[zerganalizer 580]

1 час назад, a_schelyaev сказал:

учет полетной крутки крыла.

Крутка в конфигураторе крыла присутствует.

1 час назад, a_schelyaev сказал:

Проблема в подборе перечня требований

Это, скорее, к квалификации и опыту разработчиков.

1 час назад, a_schelyaev сказал:

учет конфигурации крыла на случай отказа двигателя, выбор траектории выпуска и уборки механизации по минимуму сопротивления

Следующим этапом от поверхности крыла может стать остальная начинка, но...

1 час назад, a_schelyaev сказал:

Потратив еще пару десятков

я не буду всёж-таки заниматься полным конфигуратором лайнера. Максимум - беспилотки.

1 час назад, a_schelyaev сказал:

до вас дойдет почему в КБ такой раздутый штат

Я охотно разбавил бы его, задачи интересные, но не факт, что меня оценят.

1 час назад, a_schelyaev сказал:

быстрее сделать в эксперименте, включая натурный

ВОзможно.

1 час назад, a_schelyaev сказал:

И самое главное - мы еще не заикались о моментной характеристике.

Чую, вскоре и мне начнёт икаться...

[a_schelyaev 371]

1 час назад, zerganalizer сказал:

Крутка в конфигураторе крыла присутствует.

Это, скорее, к квалификации и опыту разработчиков.

 

 

А как вы крутку определите? ВИшка то как раз в том, чтобы с учетом крутки и режима полета подобрать профилировку крыла в стапельной крутке.

 

Касаемо опыта - нет, это требования, часть из которых в области сертификации лежит. А часть за семью печатями.

[zerganalizer 580]

14 часов назад, a_schelyaev сказал:

А как вы крутку определите? ВИшка то как раз в том, чтобы с учетом крутки и режима полета подобрать профилировку крыла в стапельной крутке.

Крутка у меня влоб задаётся графиком угла крутки профиля по размаху крыла, если вы об этом. Аналогов подобного прямого построения крыла я не знаю, и где я работал - тоже не знали.

 

А кривая поперечного V тоже задаётся влоб. В-общем, две образующие крыла в плане, кривая поперечного V в плане, кривая закона крутки по размаху и "каталог профилей" в порядке следования от нуля до полного размаха. Плюс пара сменных алгоритмов крутки и типа построения поверхности и куча параметров. Конфигер либо "ест" профили как есть и кривая лонжерона выводится как профили позволят, либо задаётся в плане кривая лонжерона. В последнем случае (делал его месяц назад) чтобы "попасть подъёмам профилей" в лонжерон, camber position профилей должен соответствовать заданному лонжерону (его "вычисленному клону" в 3D с учётом остальных заданных кривых и параметров).

 

Конфигуратор даёт прямое вычисление крыла по вашим данным. Никаких шевелений вверх/вниз и прочих "угадаек". Результат в поверхности class A. Исходные данные и хордальная поверхность.

Алгоритм построения поверхности:

Плавное истончение от оси к периферии по размаху крыла:

Но про конфигуратор уже была моя ветка, заглохла, правда, быстро.

Изменено 28 декабря 2021 пользователем zerganalizer

[a_schelyaev 371]

Компьютерной графики насмотрелись люди вдоволь. Если хотите ума набраться, то идите в аэродинамики в фирмы.