CFD在大型客机气动设计中的应用技术探讨

通流

你说的是你的经验，还是听说的，或者是你的猜想？

你说：”如果CFD已经达到很高的造诣，那对于结构和尺寸的要求就不会这么苛刻。“
这是不是有点邪乎。什么样的叫”很高的造诣“？怎么水平高了，尺寸要求就不高了。

NODESIM-CFD是什么？在那里不是核心问题能说明什么？

鲁棒设计的成功应用还不多。主要的问题还是在对问题的物理机制认识不足。
但我不懂什么是弱耦合，什么是强耦合。能不能解释一下？

远走高飞

原帖由 通流 于 2009-12-6 02:46 发表

                               
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你说的是你的经验，还是听说的，或者是你的猜想？

你说：”如果CFD已经达到很高的造诣，那对于结构和尺寸的要求就不会这么苛刻。“
这是不是有点邪乎。什么样的叫”很高的造诣“？怎么水平高了，尺寸要求就不高了 ...

俺的一点儿经验之谈，不对之处，请指正。“猜想”，呵呵，俺没那水平，不敢把猜想发在这里。不过话又说回来，既然是开放讨论，即使发点猜想没什么关系吧？CFD不外乎是个工具，玩的越熟练，玩的越透彻，总会熟能生巧。我做有些算例的时候感觉做些几何简化很有用，不过事先你要对简化后的影响有预估。是否做简化，那要看简化对我们所关心的量是否有影响。比如一些可以简化为二维的东西，我们有必要一定算三维的吗？三维的计算就一定比二维准确吗？另外，影响CFD结果的因素很多，很多时候并非几何简化引起的。再比如，stage37进口有一道槽的问题，那我取不同位置作为进口就应该设置相应的边界条件，来避开这个影响。与其说进口几何没有给准确，我倒认为应该说是进口边界给的不对。

NODESIM-CFD是什么在白博士的帖子里不是说的很清楚吗？版主健忘啊。您要是不关心它的话，那也不用谈“在那里不是核心能说明什么了”。

我这里说的强耦合和弱耦合是鲁棒设计的过程是否嵌入到NS方程而言的。比如唐博士做的，先用实验设计的方法对不确定性参数进行前处理，求解的NS方程是确定性的，然后对计算结果进行统计后处理，鲁棒性与解NS方程无关，我理解这是弱耦合。这个说法，是我自己提的，不一定恰当，请指正。

啰嗦了一堆，不知道这次表达清楚没，15楼的zzqbuaa同学，请提意见，呵呵。

通流

说你的猜想没有问题。我只是怕人（包括我）产生误会。因为你说几何尺寸的事与我的认识差别太大。我也理解，完全真实的尺寸是不可能有的。不过，我不同意你的关于Stage37的说法。挪了进口边界只是转移了问题。把那条槽的问题变成了更复杂的进口边界上的流场。实际情况是进口位置，及几何形状是做实验的人搞的。如果他们知道那条槽有问题，他们就会想办法去处理那里。

我是没有记住NODESIM-CFD是什么东西。算我的错。就算我知道，我的问题仍然合理。

其实，我对NS方程的确定性，与不确定性也不懂。我只是稍微知道一些鲁棒设计的概念，也试过。不容易做。我以为，鲁棒设计思想与NS方程没有关系吧。不知道怎么把鲁棒设计的方法嵌入到NS方程。能不能解释一下。

wingnuaa

您好，我有个问题
抱歉 我还没看您的文章，因为现在这个电脑上没有PDF阅读器
我在计算某模型时，也出现了这样的问题：
各2维截面翼型的压强系数分布与实验吻合很好
但是总的升力和实验测得的升力差了14%
我要在毕业论文上对这个做如何解释，谢谢了~

白文

您实际上提出了两个问题，我只能解决您提出的第一个问题，也就是说“现在这个电脑上没有PDF阅读器”那个问题：点击http://get.adobe.com/cn/reader/下载Adobe Reader的最新版本！嘿嘿！

通流

很喜欢白文的直接而又诚实的回答问题。

我就是对第二问发点议论。明明说压力都对上了，可最后积分时又对不上了。这样的问题应该是没人知道答案。因为答案可能是：（1）计算时积分错了，（2）实验错了，（3）都错了。
我的建议是，提问时要把整个问题告诉大家，这样才有可能有人会提供些有用的建议。

梅羡仙

偶尔路过，进来看看。
19楼的第二个问题，我觉得你不妨将你的积分区间划分一下，不管你用哪种算法，但请记住不要按象限符号叠加，自己人为的去判断一下方向，看看能得到更为准确的答案不，再回头来思考为什么要这样划分方向。

白文

拙作已正式发表。很欣慰看到已被不少朋友下载，如果您感觉多少有些用处并需要在您的著作中加以引用的话，下面是具体信息：

白文，CFD在大型客机气动设计中的应用技术探讨，《大型客机计算流体力学应用与发展》，吴光辉、陈迎春主编，上海交通大学出版社，ISNB 978-7-313-06115-7，第219-233页，2009。

BAI Wen, Remarks on CFD Application Techniques for Aerodynamic Design of Large Civil Transport Aircraft, in The Application and Development of CFD in Large Civil Aircraft, Edited by WU Guanghui, CHEN Yingchun, Shanghai Jiao Tong University Press, ISNB 978-7-313-06115-7，pp219-233, 2009.

OpenFOAM

原帖由 通流 于 2009-12-3 21:39 发表

                               
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一半对吧。

从第一个普朗特混合长模型起，紊流模型都是在理论指导下的产物。实验的作用是确定理论中的某些参数。其实，就是从目前的情况看，普朗特的混合长模型还是可以用的。绝大多数的模型只是在混合长的概念下 ...

Orszag 用重整化群的方法整理了 k-e模型里的参数,建立了RNG k-e模型
标准ke模型的里的参数怎么来的,中文教课书里一般都有.呵呵...

[ 本帖最后由 OpenFOAM 于 2010-3-30 23:36 编辑 ]

xjtubell

您的意思是不是说”压力分布算准了，但是为什么阻力没算准“？
一般情况下，压力分布都比较好算准，所以一般CFD的升力系数曲线和实验值都符合较好。然而阻力一般都较难算准，因此CFD的阻力极曲线一般都很难和实验值符合一致。这是因为：
压力分布主要是由压力P决定，而P在物面法线方向几乎不变，因此即使是无粘的计算结果，压力分布也差不了多少；
阻力一般包括压差产生的阻力和摩阻，在跨声速范围内，一般压差阻力是摩阻的两三倍左右。压差阻力一般都能算准，这和上面的压力分布能算准是一个道理，然而边界层内的摩阻就难以算准，因为摩阻是由速度梯度决定的。
综上，压力分布一般都能算准，阻力很难算准。
不知道意思是否表达准确，个人拙见。

蜂鸟飞飞

CFD和实验不过是两种研究方法而已（还有一个是理论分析），一个都少不了，水火不容的思想显然是不对的。其他学科也分实验和计算，不知道为什么计算流体力学就这样被推上了风口浪尖，满世界都在讨论CFD的好坏
关于压力分布与实验匹配很好，但阻力系数配备不好的问题，我听我们一个老师讲过这样一个观点：阻力系数本来就是一个很小的数，小数点后面好几个零，CFD 是对一大堆数值进行处理，通常阻力的计算是对物面上的压力系数进行积分，相对阻力系数来讲，这些压力系数是很大的，一大堆很大的数加加减减，最后得到一个很小很小的数，显然在数值处理过程中的舍入误差会导致最终的结果不理想。可以对远场进行积分，这样的效果可能会好些。（这里用了“匹配”，没用“准”，其实没有可以把谁作为标准的，实验不可，数值计算也不可，标准值谁也不知道）

hjws066

有人icepak用户吗？

onebyte

标记，学习……

xmleaffy

好热闹！。。。。
以下是个人愚见：
     CFD计算结果与试验结果对比问题本身需要客观对待，计算结果通常不能完全与试验结果对上，相对而言，CFD计算的纯粹性较风洞试验结果强很多，更不要说试飞结果了。
     因此需要使用者们在使用时验证确认其可靠度，较多的应是确认其差量。型号设计中气动优化设计的差量可能达到1counts，甚至以内。
     鲁棒优化，目前做的人很多，但在实际应用中，需要更深入理解目标，才能相应地实现优化结果的鲁棒性。

xmleaffy

来这凑个热闹！
    由于试验中存在较多的不确定因素以及修正因素，相对而言，CFD计算较试验结果更纯粹。更不用说试飞了。
    因此要求使用者在提高CFD计算精度的同时，更需要客观对待试验结果。
    同时在型号设计中，气动优化设计的优化量可能会达到1counts，甚至以内。需要更多关注其差量。

   鲁棒优化设计，目前提的人、用的人比较多，但在实现过程中，最难确定的是目标，目标明确了，实现起来就容易些了。