本案例利用STAR CCM+模拟了RAE2822翼型上的二维、湍流、可压缩、跨音速流动。
1 问题描述
计算模型如下图所示，自由流马赫数为0.725，基于弦长的雷诺数为6.5E6，攻角为2.92°。
自由来流为亚音速，翼型吸力侧为超音速。案例中监测升力和阻力系数，以判断计算是否达到收敛，并将翼型上的压力系数分布与实验数据进行比较。
2 STAR CCM+设置
启动STAR CCM+并新建Simulaiton
2.1 格导入与处理
利用菜单File > Import > Import Volume Mesh导入 格aerofoil.ccm
点击菜单Mesh > Convert to 2D打开 格转换对话框，选中选项Delete 3D regions after conversion并点击OK按钮将 格转换为二维
右键选择模型树节点Continua > Physics 1，点击弹出菜单项Delete删除该节点
2.2 选择物理模型
右键选择模型树节点Physics 1 2D，点击弹出菜单项Rename…修改节点名称为Aerofoil
右键选择模型树节点Aerofoil，点击弹出菜单项Select Models…，在弹出的对话框中选择以下物理模型
Two Dimensional
Steady
Gas
Coupled Flow
Ideal Gas
Turbulent
Spalart-Allmaras Turbulence
选择完毕的模型对话框如下图所示。
2.3 设置初始条件
初始速度通过下式进行计算：
其中，
为来流马赫数0.725，
为比热比1.4，
为普适气体常数287 J/kg-K，
为温度300 K。
计算得到
m/s。
创建局部坐标系用于处理攻角。
鼠标右键选择模型树节点Tools > Coordinate Systems > Laboratory > Local Coordinate Systems，点击弹出菜单项New > Cartesian创建笛卡尔坐标系
弹出面板中如下图所示设置参数，点击按钮Create创建坐标系
注：创建坐标系的目的是方便后面的边界条件输入。这里攻角2.92°。
”
选中模型树节点Continua > Aerofoil > Initial Conditions > Velocity，如下图所示指定初始速度
2.4 材料参数设置
为与实验值所对应的雷诺数6.5E6相匹配，这里调整材料参数。
式中，
m/s；
m；
6.5e6；密度通过下式计算：
其中，
Pa；
J/kg-K；
K。可得到密度
kg/m3，粘度
Pa-s。
双击模型树节点Models > Gas > Air > Material Properties，如下图所示设置材料参数
2.5 边界条件设置
修改节点Regions > Default_Fluid 2D名称为Fluid
双击模型树节点Fluid > Boundaries > freestream > Physics Values，如下图所示设置边界条件
2.6 物理量监测
1、监控升阻力系数
右键选择模型树节点Report，点击菜单项New Report > Flow / Energy > Force Coefficient创建Drag Coefficient
如下图所示指定阻力系数相关参数
相同的方式创建升力系数
创建阻力系数与升力系数的监控及 告
2、翼型上压力系数与实验值比较
右键选择模型树节点Tools > Tables，点击弹出菜单项New Table > File Table打开数据 件aero_exp.xy
创建XY Plot，设置Y轴为Pressure Coefficient，并添加导入的试验数据进行比较。
选中模型树节点Tools > Field Function > Pressure Coefficient，如下图所示设置参考密度与参考速度
2.6 进行计算
选择菜单Solution Run进行计算
3 计算结果
监测的升力系数
监测的阻力系数
马赫数分布
压力分布
翼型压力系数分布与试验值比较
注：试验数据取自 献Cook, P.H., M.A. McDonald, M.C.P. Firmin “Aerofoil RAE 2822 - Pressure Distributions, and Boundary Layer and Wake Measurements Experimental Data Base for Computer Program Assessment”, AGARD Report AR 138, 1979
”
注：本案例取自STAR CCM+随机 档。
”
声明：本站部分 章内容系出于传递信息之目的源自于第三方 站转载，行业企业、终端用户投稿。若对稿件内容有任何疑问或质疑，请立即与本 站联系，本 站将迅速给予回应并第一时间做出处理（联系邮箱：jinwei@zod.com.cn）。