Computations of unsteady aerodynamic loads around oscillating wings. Part 1: Formulation
| Autor: | Nakamichi, Jiro |
|---|---|
| Jazyk: | japonština |
| Rok vydání: | 1993 |
| Předmět: |
人工粘性項
unsteady aerodynamics flutter analysis 非定常空気力学 oscillating wing characteristic numerical flow simulation 運動格子網 oscillating airfoil artificial dissipation Navier Stokes equations numerical solution unsteady grid generation method moving grid system CFDコード開発 ナビエ・ストークス方程式差分解法 aeroelasticity analysis 時間依存解法 CFD code development 振動翼特性 流れ数値シミュレーション dynamic grid 振動翼 非定常格子形成法 空力弾性解析 time dependent solution procedure 動的差分格子 フラッタ解析 |
| Zdroj: | 航空宇宙技術研究所報告 = Technical Report of National Aerospace Laboratory. 1202:1-21 |
| ISSN: | 0389-4010 |
| Popis: | 空力弾性の分野では、従来非粘性モデルの非定常空気力が用いられてきたが、ストール/フラッター、バッフェット、バズなど、流れの粘性に起因する現象の解析的研究の目的からも、粘性を考慮した精度の高い空気力を得るための手段が望まれる。特に遷音速領域においては古典的なフラッター現象ですら従来の非粘性空気力ではその安定限界を精度良く予知することが困難な場合がしばしばある。最近特に、遷音速領域での衝撃波剥離に起因するいわゆるNon-Classicalなフラッタ現象について興味が持たれているが、このような現象を理論的に解明するためにも、粘性モデルに基づく非定常空気力の解析手段を開発することが望まれる。本研究では、1980年代以来定常問題に極めて有力な手段として頻繁に用いられてきたナビエ/ストークス方程式を解くためのBeam-Warming差分スキームと、振動翼まわりに移動格子網を時間依存形式で効率よく生成する技術を組合せ、2次元および3次元振動翼まわりの粘性を考慮した非定常空気力を計算するためのプログラムコードを開発した。これは、その定式化および非定常空気力算定能力の検証に関するものである。本プログラムは通常空気力学の定常計算に用いられている手法を、物体が流れの中で振動している場合にも適用し得るように拡張を施したものであり、その結果今日盛んに解かれている粘性流解析を振動翼まわりに関しても可能にした。本報告では、本研究で用いられた計算法の定式化を「第1部」で、それを用いて計算された結果および検証を「第2部」でまとめ、FUJITSU VP-400程度の計算機で可能な2次元および3次元の振動翼まわりの非定常空気力の計算例および検証例を報告する。 In the field of aeroelasticity, inviscid unsteady aerodynamics have traditionally been used to predict aeroelastic phenomena. In the transonic region, however, it has been difficult to predict unstable boundaries even for classical flutter. Recently, non-classical flutter which is caused by shock-induced separations on the wing surface was encountered frequently. To analyze such non-classical aeroelastic phenomena of aircraft wings which are caused by air viscosity (i.e., stall flutter, buzz, and buffetting), a computer code was developed which is capable of solving unsteady Navier-Stokes equations around oscillating airfoils/wings. The code is based on the Beam-Warming ADI (Alternating Direction Implicit) method combined with a dynamic grid system. In Part one, the formulation of unsteady aerodynamics calculation is given and a dynamic grid model is presented. The theory and the finite difference discretization are summarized. In Part two, two dimensional and three dimensional computed results are given, demonstrating the feasible range of the code. Additional problems are also pointed out which may be incorporated into future computer codes for unsteady aerodynamics around oscillating airfoils/wings. 資料番号: AA0004217000 レポート番号: NAL TR-1202 |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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