Секрет Бартини интегрирован в мой конфигуратор профилей. С доказательствами.

[zerganalizer 570]

Итак, я решил открыть эту тему именно во флейме, ибо в профильной ветке флейма не меньше, но тут просмотров больше.

 

Эта тема отчасти продолжает тему отсюда.

 

Я предлагаю обсудить моё научное открытие, которое, походу, является аналогом секрета Бартини, известного советского авиаконструктора, который использовал для своих самолётов собственные аэродинамические профили.

 

Эти профили вычислялись по каким-то формулам и имели низкое лобовое сопротивление. Я в разное время читал и слышал, что эти профили при определённых условиях резко теряли лобовое сопротивление, улучшая аэродинамическое качества, увеличивая скорость и экономичность.

 

Недавние разработки, описанные по ссылке выше, позволили более грамотно аппроксимировать мои профили точками, чтобы расчётная программа XFLR5 начала их адекватно считать, без пропуска анализа на многих углах атаки. Новый алгоритм расстановки дал возможность изучить мои профили в широком диапазоне углов атаки и чисел Рейнольдса. Результаты меня потрясли. Я повторил эффект Бартини! Вот как он выглядит:

Красный профиль при достижении определённого числа рейнольдса резко "пропиливает туннель" в графике анализа, уменьшая лобовое сопротивление при той же подъёмной силе. Это сродни эффекту сверхпроводимости!

 

На подходе аналогичные анализы для более продвинутого профиля с ещё более выраженным "эффектом Бартини" и более производительного. С этим профилем имеем возможность получить обещанные 30% экономии горючки и повышенные МАХи.

 

Жду миллионные вложения и предложения оферты!

 

Изменено 7 февраля 2022 пользователем zerganalizer

[KorovnikovAV 509]

Окей, возьму за 100 рублей (с тебя) 

 

[Krusty 194]

 

Поменяйте цвет у кривульки!

[zerganalizer 570]

47 минут назад, Krusty сказал:

Поменяйте цвет у кривульки!

Цвет у кривульки красный, как завещал великий Бартини.

52 минуты назад, KorovnikovAV сказал:

Окей, возьму за 100 рублей (с тебя) 

Предложение не принято, 100 рублей на тебя мне жалко, ты же не блюрп...

[AlexKaz 1 822]

1 час назад, zerganalizer сказал:

при достижении определённого числа рейнольдса резко "пропиливает туннель" в графике анализа, уменьшая лобовое сопротивление при той же подъёмной силе. Это сродни эффекту сверхпроводимости!

Или косяке в программе...

[karachun 2 038]

1 час назад, zerganalizer сказал:

Жду миллионные вложения и предложения оферты!

Обращайтесь а авиастроительные предприятия. Они смогут дать оценку вашему изобретению.

[AlexKaz 1 822]

1 час назад, zerganalizer сказал:

эти профили при определённых условиях резко теряли лобовое сопротивление, улучшая аэродинамическое качества, увеличивая скорость и экономичность.

Тут самое интересное "при определённых условиях". А то потом выяснится, для прототипа движки не те, скорости максимальные они берут не те, и вообще, на Земле не та атомсфЭра...

[zerganalizer 570]

53 минуты назад, AlexKaz сказал:

Или косяке в программе...

Косяк в программе был, когда я заносил профили ранее с другими алгоритмами расстановки точек. В итоге мои острые профили прожка ела, но считать на бОльшей части углов атаки не хотела (скипала по неконвергентности).

 

Я просчитал не один десяток своих профилей уже, и сильно тупорылые почти не имеют "туннельного эффекта". Остальные - имеют, особенно формы "клювика".

Я связываю это с остроносой топологией и формулой не-полиномиальной. То, что я считал кривостью софтинки оказалось её "фичей". Оригинально сгенерированный профиль в ней имеет такой алгоритм расстановки точек:

Этот оригинальный профиль NACA 23018 я сгенерировал в прожке (199 точек), его прожка анализирует только с одним аномальным скипом. Графики анализа на видео в шапке (сиреневые).

 

Я решил попробовать создать аналогичный. И создал. В пятницу сделал убер-фичу, которая:

 

1. Строит анализ кривизны нативно, массивом отрезков и огибающим сплайном задаваемой дискретизации.

2. Разворачивает его на прямую.

3. По закону полученного графика расставляет заданное число точек на профиль обратно.

 

Я смог зачитать из 199 точек прожки родной 23018 профиль (картинка выше, с анализом), перерасставить точки моей новой фичей "точки по анализу кривизны" и получить сразу 2 решения:

 

1. Мои остроносые профили почти перестали скипаться при анализе, и на месте скипов выросли гладкие тоннели. Я покажу их на новом профиле, который анонсировал в шапке. Словом, я почти научился затаскивать на анализ свои профили вполне хорошо.

2. А сама фича еще и умеет при околонулевых отклонениях "выглаживать" профили из dat-файлов интернета. Примерно так:

Я этот выглаженный профиль записал обратно, но с моим законом размещения точек и получил 100% повторяемость анализов в прожке, кривые идеально совпали.

 

Теперь можно быть уверенным, что результаты адекватны, особенно если XFLR5 делает анализ, не делая пропусков на каких-то углах атаки. Т.е. теперь мои профили с точки зрения прожки иногда 100% конвергентны, и считаются очень быстро, как сгенерированные ею самой.

 

А результатом стала прорисовка "туннелей" в анализе в местах, где прожка раньше скипала анализ по причине unconverged points.

 

Походу, "правильная" расстановка точек по кривой профиля суть правильное построения расчётной сетки в других CFD. Ибо эта - давно сертифицирована и проверена NASA, в ней, возможно, проектировали шаттлы.

 

PS. Кстати, расстановка точек самой прожкой очень схожа с моей, если в моей фиче поиграться коэффициентом масштабирования, который уменьшает влияние кривизны на расстановку, уменьшая разницу между минимальным расстоянием между соседними точками и максимальным.

Так выглядит мое распределение с K=2 при тех же 199 точках:

Сглаживание почти пропадает, надо другое количество точек. На расстановке точек прожкой ещё видны загущения на кончиках, может, я потом сделаю аналог у себя.

Изменено 7 февраля 2022 пользователем zerganalizer

[Jesse 958]

2 часа назад, zerganalizer сказал:

Красный профиль при достижении определённого числа рейнольдса резко "пропиливает туннель" в графике анализа, уменьшая лобовое сопротивление при той же подъёмной силе. Это сродни эффекту сверхпроводимости!

так это для любых профилей и тел в принципе
https://en.wikipedia.org/wiki/Drag_crisis

[karachun 2 038]

51 минуту назад, zerganalizer сказал:

Я этот выглаженный профиль записал обратно, но с моим законом размещения точек и получил 100% повторяемость анализов в прожке, кривые идеально совпали.

Так что, само по себе выглаживание не дает результата.
 

54 минуты назад, zerganalizer сказал:

Т.е. теперь мои профили с точки зрения прожки иногда 100% конвергентны, и считаются очень быстро, как сгенерированные ею самой.

А вот это уже интересно. Если у вас есть точки и нормали к профилю крыла в эти точках то можно по ним сразу сгенерировать отличную регулярную сетку для CFD решателя.

[zerganalizer 570]

57 минут назад, karachun сказал:

1 час назад, zerganalizer сказал:

Я этот выглаженный профиль записал обратно, но с моим законом размещения точек и получил 100% повторяемость анализов в прожке, кривые идеально совпали.

Так что, само по себе выглаживание не дает результата.

На этой прожке, умеющей максимум 300 точек (рекомендует 180) другого и не ожидалось, тут важнее правильно их расставить, как оказалось. Но я-то предлагаю свои модификации профилей, а не оригинальные "подутюженные".

1 час назад, Jesse сказал:

так это для любых профилей и тел в принципе
https://en.wikipedia.org/wiki/Drag_crisis

По ссылке эффект обнаруживают даже на сфере, и с небольшим эффектом. А тут фирменный профиль NACA 23018 никак не обнаруживает такого поведения ни на каких рейнольдсах - от 500.000 до миллиарда. Объясните - почему? Справа сиреневый - он и есть, слева - мой утконос:

57 минут назад, karachun сказал:

А вот это уже интересно. Если у вас есть точки и нормали к профилю крыла в эти точках то можно по ним сразу сгенерировать отличную регулярную сетку для CFD решателя.

Всё проще. Есть кривая профиля. Этого достаточно. Нормали строятся как нормаль в точках, длина равна кривизне в этой точке. Далее всё просто - я имею график (сплайн по вершинам нормалей) кривизны, по которому раскладываю заданное число точек на профиль так, чтобы шаги были пропорциональны локальной кривизне. Это, кстати, очень простой алгоритм, но есть ньюанс в моей реализации - если на носике будут перегибы, точки там пойдут в другом порядке, а сплайн сделает витки. Решить это можно, если соединять точки не в порядке генерации, а по факту положения, можно такую фичу написать - "соединить последовательно по фактическому положению". Тогда фича, возможно, будет небольшие перегибы фиксить.

 

Касаемо генерации сеток - меня озадачивали этим в Аэроконе лет 10 назад, под ту прожку, что у них была. Там, по сути, надо было прямоугольник "морфировать" в профиль так, чтобы середины сторон прямоугольника попали в экстремумы профиля - носик, хвостик, и camber positions (верха и низа).

 

У меня уже была генеративная фича, теперь вот она на базе моего универсального решателя (я им и прорешивал распределение точек в обоих фичах) можно организовать морфинг "уголков расчётной зоны" в, ну например" в спинку профиля с построениями 4-угольников с нужным шагом от угла до спинки профиля, "закругляясь" по ходу морфинга.

 

Я занимался программой морфинга (видеоролики делал с закосом под голливуд))), и хорошо могу представить, что во что и как будет морфироваться. Помню, издевался над лицами, морфируя мальчика в девочку.

 

Генерация сетки в ANSYS Fluent в этом видео - значительно другое. В прожке Аэрокона сетка сугубо прямоугольная была.

Изменено 7 февраля 2022 пользователем zerganalizer

[karachun 2 038]

@zerganalizer Да, я имел в виду построение регулярных, упорядоченных сеток.

Как, например, такая сетка. Подобный сеточный генератор будет хорош сам по себе.

https://turbmodels.larc.nasa.gov/naca0012_grids.html

https://pyaero.readthedocs.io/en/latest/meshing.html

 

 

[zerganalizer 570]

4 минуты назад, karachun сказал:

Да, я имел в виду построение регулярных, упорядоченных сеток.

Как, например, такая сетка. Подобный сеточный генератор будет хорош сам по себе.

Во-во, такие нужны были. Можно пробовать строить генеративно в виде, типа, изолиний, потом пересечь их меж собой и "поквадратить". Потом найти способ передать - а какой формат нужен? Полигоналка?

[karachun 2 038]

23 минуты назад, zerganalizer сказал:

Полигоналка?

Есть разные форматы сеток но к счастью есть один общий, открытый формат CGNS - CFD General Notation System. Его должны считывать почти все коды, Ansys CFX, Ansys Fluent и Star-CCM+ считывают. Только посмотрите как с этим обстоят дела у Floefd.

https://cgns.github.io/
 

Вообще по вот этой ссылке уже идет готовый сеткопостроитель, при чем бесплатный.
https://pyaero.readthedocs.io/en/latest/meshing.html

[zerganalizer 570]

25 минут назад, karachun сказал:

открытый формат CGNS

Пока непонятный для меня проприетарный формат, в который не знаю, как и чем сохранять сетку кривых.

[Jesse 958]

1 час назад, zerganalizer сказал:

А тут фирменный профиль NACA 23018 никак не обнаруживает такого поведения ни на каких рейнольдсах - от 500.000 до миллиарда. Объясните - почему?

хз. единственная мысль - аналогия с мячом для гольфа: у мяча с множеством вмятин переход погран слоя с ламинарного на турбулентный режим осуществляется раньше (при мЕньших числах Рейнольдса). То есть профиль НАСА вылизан, супер гладкий, а в твоём инновационном профиле чё то такое есть что раньше этот переход происходит

[karachun 2 038]

52 минуты назад, zerganalizer сказал:

Пока непонятный для меня проприетарный формат

Вы похоже не понимаете что значит слово "проприетарный".

Но в любом случае сперва проверьте, может ваш хваленый Floefd этот формат не переваривает. может он вообще никакие форматы не переваривает кроме своего, закрытого.

[KorovnikovAV 509]

3 часа назад, karachun сказал:

регулярную сетку

А это самое сложное так то 

Изменено 7 февраля 2022 пользователем KorovnikovAV

[karachun 2 038]

Стало мне интересно, установил я PyAero на виртуальную машину. Выглядит очень неплохо. Программа на вход принимает текстовые файлы с координатами точек в формате XFOIL. Дальше можно стоки этого профиля сгладить и увеличить само число точек. Программа тоже использует сплайны для аппроксимации. И потом из этих точек строится регулярная сетка.

Потом сетку можно экспортировать  несколько форматов.

Да, сама программа еще на стадии доработки, некоторых функций нет, другие же автор обещает переделать на более практичные (например алгоритм построения сетки) но даже сейчас функционала достаточно для построения сеток и это очень круто.

 

Если требуемого формата нет в списке то можно дополнительно попробовать переконвертировать с помощью этого инструмента:

https://github.com/nschloe/meshio

 

Теперь бы еще разобраться в каком-нибудь из опенсорсных решателей, например в SU2 или OpenFoam и тогда можно было бы выполнить весь цикл построения сетки, расчетов и обработки результатов.

[zerganalizer 570]

Нашёл сразу 2 косяка в фиче расстановки точек по анализу кривизны. Она не досчитывала последнюю точку, а результаты анализа брала из предыдущего шага. В итоге загущение точек "отставало" на 2 шага от фактического местоположения. Теперь вот тестить обновлённую версию - на острых профилях, что не так конвергентны были, этот сдвиг уже был заметен.

 

1 час назад, karachun сказал:

И потом из этих точек строится регулярная сетка.

Потом сетку можно экспортировать  несколько форматов.

Вот кстати я вижу косяк, с которым несколько дней боролся и походу - победил. Точки в носике загущаются не в том месте и не совсем по нужной схеме. Те, что выше-ниже носика 5мм симметрично более-менее, но ниже идут густо, не соответствует кривизне профиля. Может, не баг, а фича, это надо проверять.

 

У xFoil и XFLR5 есть платное продолжение, прям если бы работал в авиации - купил бы себе. Это те же разработчики XFLR5, и развивать её уже не будут. Эта программа стоит 240 евро и ещё более автоматизирована + поддержка внешних кривулин из САПРов.

По этой ссылке есть ссылка на вебинар NASA с презентацией программы.