Аэродинамическая труба программа – Виртуальная аэродинамическая труба FlowVision — Cardesign.ru

Виртуальная аэродинамическая труба FlowVision — Cardesign.ru

Узнав о существовании мощной российской программы для расчета аэродинамики автомобиля (и не только автомобиля, и не только аэродинамики), мы попросили разработчиков рассказать о возможностях FlowVision, и основных принципах ее работы. Кстати, компания ТЕСИС предлагает дизайнерам бесплатно «продуть» их творения, подробности на нашем форуме .

Программный комплекс вычислительной аэро- и гидродинамики FlowVision предназначен для проведения виртуальных аэродинамических продувок различных технических или природных объектов. В качестве объектов могут выступать транспортные изделия, объекты энергетики, военно-промышленные изделия и прочие. FlowVision позволяет моделировать обтекание при различных скоростях набегающего потока и при различной степени его возмущенности (степени турбулентности).

Процесс моделирования осуществляется строго в трехмерной пространственной постановке задачи и происходит по принципу «как есть», что подразумевает возможность исследования полноценной геометрической модели объекта пользователя без каких-либо упрощений. Созданная система обработки импортируемой трехмерной геометрии позволяет безболезненно работать с моделями любой степени сложности, где пользователь, фактически, сам выбирает степень детализации своего объекта — хочет ли он продувать упрощенную сглаженную модель внешних обводов или же полноценную модель с наличием всех конструктивных элементов, вплоть до головок болтов на дисках колес и логотипа производителя в виде фигурки на носу автомобиля.

Распределение скорости в окрестности корпуса гоночного автомобиля.

Учтены все детали – спицы колес, влияние несимметричности спиц руля на картину обтекания.

FlowVision создан российской командой разработчиков (компания ТЕСИС, Россия) более 10 лет назад и базируется на разработках отечественной фундаментальной и математической школы. Система создана в расчете на то, что с ней будут работать пользователи самой разной квалификации – студенты, преподаватели, конструктора и ученые. Можно одинаково эффективно решать как простые, так и сложные задачи.

Продукт применяется в различных отраслях промышленности, науки и образования – авиация, космонавтика, энергетика, судостроение, автомобилестроение, экология, машиностроение, переработка и химическая промышленность, медицина, атомная промышленность и оборонный сектор и имеет самую большую инсталляционную базу в России.

В 2001 году, решением Главного Совета Министерства Российской Федерации, FlowVision был рекомендован для включения в программу преподавания механики жидкости и газа в ВУЗах России. В настоящее время FlowVision используется как составляющая часть учебного процесса ведущих ВУЗов России – МФТИ, МЭИ, СПбГТУ, Владимирский университет, ННГУ и другие.

В 2005 году FlowVision прошел испытания и получил сертификат соответствия Госстандарта Российской Федерации.

Основные возможности

В основе FlowVision лежит принцип закона сохранения массы – количество вещества, поступающее в заполненный замкнутый расчетный объем, равно количеству вещества из него убывающего (см. Рис.1).

Рис. 1 Принцип закона сохранения массы

Решение для такой задачи происходит с помощью нахождения среднего значения величины в заданном объеме на основе данных на границах (теорема Остроградского-Гаусса).

Рис. 2 Интегрирование по объему на основе граничных значений

Для получения более точного решения исходный расчетный объем разбивается на более малые объемы.

Рис. 3 Сгущение расчетной сетки

Процедура разбиение исходного объема на более мелкие объемы называется ПОСТРОЕНИЕМ РАСЧЕТНОЙ СЕТКИ , а массив получившихся объемов – РАСЧЕТНОЙ СЕТКОЙ . Каждый получившийся в процессе построения расчетной сетки объем называется РАСЧЕТНОЙ ЯЧЕЙКОЙ , в каждой из которых так же соблюдается баланс пришедшей и ушедшей массы. Замкнутый объем, в котором происходит построение расчетной сетки, называется

РАСЧЕТНОЙ ОБЛАСТЬЮ .

Архитектура

Идеология FlowVision построена на базе распределенной архитектуры, где программный блок, выполняющий арифметические вычисления, может находиться на любом компьютере в составе сети – на высокопроизводительном кластере или ноутбуке. Архитектура программного комплекса является модульной, что позволяет безболезненно вносить в него улучшения и новые функциональные возможности. Основными модулями являются ПреПостПроцессор и блок решателя, а также несколько вспомогательных блоков, выполняющих различные операции, предназначенные для мониторинга и настройки.

Распределение давления по корпусу спортивного автомобиля

В функциональное назначение Препроцессора входит импортирование геометрии расчетной области из систем геометрического моделирования, задание модели среды, расстановка начальных и граничных условий, редактирование или импорт расчетной сетки и задание критериев сходимости, после чего управление передается Решателю, который начинает процесс построения расчетной сетки и осуществляет расчет по заданным параметрам. В процессе счета пользователь имеет возможность вести инструментами Постпроцессора визуальный и количественный мониторинг расчета и оценивать процесс развития решения. При достижении требуемого значения критерия сходимости процесс счета может быть остановлен, после чего результат становится полностью доступен для пользователя, который с помощью инструментов Постпроцессора может осуществить обработку данных — визуализация результатов и количественная оценка с последующим сохранением во внешние форматы данных.

Расчетная сетка

В FlowVision используется прямоугольная расчетная сетка, которая автоматически адаптируется к границам расчетной области и решению. Аппроксимация криволинейных границ с высокой степенью точности обеспечивается использованием метода подсеточного разрешения геометрии. Данный подход позволяет работать с геометрическими моделями, состоящими из поверхностей любой степени сложности.

Исходная расчетная область

Ортогональная сетка, накладываемая на область

Обрезка начальной сетки границами области

Итоговая расчетная сетка

Автоматическое построение расчетной сетки с учетом кривизны поверхности

При необходимости уточнить решение на границе или в нужном месте расчетного объема можно провести динамическую адаптацию расчетной сетки. Адаптация – это дробление ячеек низшего уровня на более мелкие ячейки. Адаптация может быть по граничному условию, по объему и по решению. Адаптация сетки производится на указанной границе, в указанном месте расчетной области или по решению с учетом изменения переменной и градиента. Адаптация производится как в сторону измельчения сетки, так и в обратную сторону – сливание мелких ячеек в более крупные, вплоть до сетки начального уровня.

Технология адаптации расчетной сетки

Подвижные тела

Технология подвижного тела позволяет поместить внутри расчетной области тело произвольной геометрической формы и придать ему поступательное и/или вращательное движение. Закон движения может быть постоянным или переменным во времени и пространстве. Движение тела задается тремя основными способами:

— явным образом через задание скорости тела;
— через задание силы, действующей на тело и сдвигающей его с начальной точки

— через воздействие от среды, в которую тело помещено.

Все три способа можно комбинировать друг с другом.

Сброс ракеты в нестационарном потоке под действием силы тяжести

Воспроизведение опыта Маха: движение шара со скоростью 800 м/с

Параллельные вычисления

Одной из ключевых особенностей программного комплекса FlowVision технологии параллельных вычислений, когда для решения одной задачи используется несколько процессоров или процессорных ядер, что позволяет ускорить расчет пропорционально их количеству.

Ускорение расчета задачи, в зависимости от количества привлекаемых ядер

Процедура запуска в параллельном режиме полностью автоматизирована. Пользователю лишь необходимо указать количество ядер или процессоров, на которых будет запускаться задача. Все дальнейшие действия по разбиению расчетной области на части и обмену данными между ними алгоритм проведет самостоятельно, выбирая наилучшие параметры.

Декомпозиция приповерхностных ячеек на 16 процессоров для задач о двух автомобилях

Команда FlowVision поддерживает тесные связи с представителями отечественного и зарубежного HPC (High Perfomance Computing) сообщества и участвует в совместных проектах, нацеленных на достижение новых возможностей в области повышения производительности в режиме параллельных вычислений.

В 2007 году FlowVision совместно с НИВЦ МГУ стал участником федеральной программы по созданию национальной терафлопной параллельной расчетной системы. В рамках программы команда разработчиков адаптирует FlowVision для осуществления масштабных вычислений на самой современной технике. В качестве тестовой аппаратной платформы используется кластер СКИФ-Чебышев, установленный в НИВЦ МГУ.

Кластер СКИФ-Чебышев, установленный в НИВЦ МГУ

В тесном сотрудничестве с специалистами НИВЦ МГУ (под руководством член.корр.РАН док.физ.мат.наук Вл.В.Воеводина) осуществляется оптимизация программно-аппаратного комплекса СКИФ- FlowVision по повышению эффективности параллельных вычислений. В июне 2008 года были осуществлены первые практические расчеты на 256 расчетных узлах в параллельном режиме.

В 2009 году команда FlowVision совместно с НИВЦ МГУ, компанией Сигма Технология и государственным научным центром ЦАГИ стали участниками федеральной целевой программы по созданию алгоритмов для решения задач параллельной оптимизации в задачах аэро- и гидродинамики.

текст, иллюстрации: компания ТЕСИС

www.cardesign.ru

Виртуальная аэродинамическая труба XFLR5

Виртуальная аэродинамическая труба XFLR5

• Виртуальная аэродинамическая труба XFLR5

This site will not work without javascript!

This site will not work if cookies are completely disabled.

{«assets_hash»:»02be5bc54af0118411cecf96e06ed4de»,»page_data»:{«users»:{«4248a4d0cdf258757954726b»:{«_id»:»4248a4d0cdf258757954726b»,»hid»:6673,»name»:»Advard»,»nick»:»Advard»,»avatar_id»:null,»css»:»»},»44fa92dbcdf2587579542bc6″:{«_id»:»44fa92dbcdf2587579542bc6″,»hid»:16545,»name»:»Archer_snp»,»nick»:»Archer_snp»,»avatar_id»:null,»css»:»»},»47e2482dcdf258757953bf4c»:{«_id»:»47e2482dcdf258757953bf4c»,»hid»:32670,»name»:»Mikele_P»,»nick»:»Mikele_P»,»avatar_id»:null,»css»:»»},»482e9a94cdf258757953af98″:{«_id»:»482e9a94cdf258757953af98″,»hid»:34591,»name»:»Udjin»,»nick»:»Udjin»,»avatar_id»:null,»css»:»»},»4a1f8512cdf2587579533dde»:{«_id»:»4a1f8512cdf2587579533dde»,»hid»:48844,»name»:»UncleSal»,»nick»:»UncleSal»,»avatar_id»:null,»css»:»»},»4f195104cdf2587579520882″:{«_id»:»4f195104cdf2587579520882″,»hid»:111104,»name»:»BRAINHACK»,»nick»:»BRAINHACK»,»avatar_id»:null,»css»:»»}},»settings»:{«blogs_can_create»:false,»blogs_mod_can_delete»:false,»blogs_mod_can_hard_delete»:false,»blogs_mod_can_add_infractions»:false,»can_report_abuse»:false,»can_vote»:false,»can_see_ip»:false,»can_see_history»:false,»blogs_edit_comments_max_time»:30,»blogs_reply_old_comment_threshold»:30,»votes_add_max_time»:168},»entry»:{«_id»:»49e70159cdf25875795e5fc8″,»hid»:6437,»title»:»Виртуальная аэродинамическая труба XFLR5″,»html»:»<p>Добрый день, форумчане.</p>\n<p>Есть абсолютно бесплатная программа XFLR5 <a href=\»http://xflr5.sourceforge.net/xflr5.htm\» class=\»link link-ext link-auto\» title=\»\» target=\»_blank\» rel=\»nofollow noopener\»>xflr5.sourceforge.net/xflr5.htm</a> для аэродинамического моделирования движения крыла и/или модели в воздушном потоке.<br>\n<span class=\»attach attach-img attach__m-orig\» data-nd-media-id=\»49e6fe45cdf2587579e1bf5c\» data-nd-orig=\»https://dev.rcopen.com/member32670/media/49e6fe45cdf2587579e1bf5c\» style=\»width: 768px\»><span class=\»attach__spacer\» style=\»padding-bottom: 89.1927%\»></span><img src=\»https://dev.rcopen.com/files/49e6fe45cdf2587579e1bf5c\» alt=\»\»><a class=\»attach__link-control icon icon-link\» href=\»https://dev.rcopen.com/member32670/media/49e6fe45cdf2587579e1bf5c\»></a></span><br>\n<span class=\»attach attach-img attach__m-orig\» data-nd-media-id=\»4976c87dcdf2587579e1b056\» data-nd-orig=\»https://dev.rcopen.com/member32670/media/4976c87dcdf2587579e1b056\» style=\»width: 619px\»><span class=\»attach__spacer\» style=\»padding-bottom: 99.8384%\»></span><img src=\»https://dev.rcopen.com/files/4976c87dcdf2587579e1b056\» alt=\»\»><a class=\»attach__link-control icon icon-link\» href=\»https://dev.rcopen.com/member32670/media/4976c87dcdf2587579e1b056\»></a></span></p>\n<p>Умеет программка достаточно много. А здесь <a href=\»http://slil.ru/27452316\» class=\»link link-ext link-auto\» title=\»\» target=\»_blank\» rel=\»nofollow noopener\»>slil.ru/27452316</a> я выкладываю на скачивание свою статью по работе с программой (1 Мб). Предлагаю обсудить ее.</p>\n<p>Пытался раскрутить народ пообсуждать в темах <a class=\»link link-int\» href=\»https://dev.rcopen.com/forum/f8/topic130342\» data-nd-orig=\»https://dev.rcopen.com/forum/f8/topic130342\»>Виртуальная аэродинамическая труба.</a> и <a class=\»link link-int\» href=\»https://dev.rcopen.com/forum/f49/topic138362\» data-nd-orig=\»https://dev.rcopen.com/forum/f49/topic138362\»>Предлагаю разместить на сайт статью о виртуальной аэродинамической трубе.</a> , но как-то тщетно.</p>\n»,»user»:»47e2482dcdf258757953bf4c»,»ts»:»2009-04-16T09:58:49.000Z»,»st»:1,»cache»:{«comment_count»:7,»last_comment»:»54f339d9cdf258757962b8bb»,»last_comment_hid»:7,»last_user»:»4248a4d0cdf258757954726b»,»last_ts»:»2015-03-01T16:10:01.000Z»},»views»:9563,»bookmarks»:0,»tail»:[],»votes»:0},»subscription»:null},»locale»:»en-US»,»settings»:{«can_access_acp»:false,»can_use_dialogs»:false},»user_id»:»000000000000000000000000″,»user_hid»:0,»user_name»:»»,»user_nick»:»»,»user_avatar»:null,»is_member»:false,»footer»:{«rules»:{«to»:»common.rules»},»contacts»:{«to»:»rcd-nodeca.contacts»}},»navbar»:{«tracker»:{«to»:»users.tracker»,»autoselect»:false,»priority»:10},»forum»:{«to»:»forum.index»},»blogs»:{«to»:»blogs.index»},»clubs»:{«to»:»clubs.index»},»market»:{«to»:»market.index.buy»}},»recaptcha»:{«public_key»:»6Lc9DA8TAAAAAMrKR34OYysENqllxbvzecpkJTSr»},»layout»:»common.layout»}

dev.rcopen.com

Виртуальный аэродинамический тоннель

Подробности

Категория: Технологии

Опубликовано 28.04.2013 23:21

Аэродинамическая труба, особенно больших размеров, которая позволяет проводить исследования аэродинамики полноразмерных макетов автомобилей, является колоссальных размеров сооружением. Вместе с исследовательской лабораторией и вспомогательными сооружениями она может занимать площадь, сопоставимую с размерами небольшого автомобильного завода, а стоимость такого объекта составляет несколько миллиардов долларов.

Крупнейшая в мире аэродинамическая труба, построенная NASA, имеет диаметр в несколько десятков метров и способна создавать воздушный поток, движущийся со скоростью до1600 км/ч. Установки, предназначенные для исследования аэродинамики автомобилей, имеют более скромные размеры, однако все равно представляют собой весьма внушительные сооружения. Любая из команд, выступающих в Формуле 1 либо других спортивных соревнованиях, нуждается в постоянной продувке прототипов своих гоночных болидов в аэродинамическом тоннеле.

Однако создание полноценной аэродинамической трубы обходится очень дорого, а продувка уменьшенных моделей не всегда дает точные результаты. Команды, не располагающие средствами для строительства собственных установок, вынуждены арендовать аэродинамическую трубу в крупных исследовательских центрах, что вызывает целый ряд неудобств и может привести к утечке ценной информации.

В наши дни на помощь приходят современные компьютерные технологии, позволяющие моделировать аэродинамические испытания в виртуальном пространстве. Специально разработанные для команд Формулы 1 компьютерные программы, например CATIA, позволяют имитировать работу настоящей аэродинамической трубы. Используя концепцию вычислительной гидродинамики, программа воссоздает в виртуальной реальности все процессы, происходящие в реальной установке, и путем сложнейших вычислений определяет воздействие виртуального воздушного потока на виртуальную модель автомобиля.

При этом на экране показаны основные потоки воздуха, которые окрашены в различные цвета, что позволяет инженерам изменять распределение воздушных потоков, направляя их на самые важные элементы модели. По результатам виртуальной продувки инженеры получают всю необходимую информацию об аэродинамических характеристиках прототипа, которая ничем не отличается от результатов исследований в реальной аэродинамической трубе. В то же время по результатам испытаний можно оперативно переработать проблемные места на виртуальной модели и сразу же отправить ее на повторную продувку, не теряя времени на изготовление реальных макетов.

В отличие от реальной аэродинамической трубы, виртуальная эмуляция дает возможность с высокой точностью регулировать направление воздушных потоков, а также вычислять распределение воздушного давления по отдельным плоскостям и определять векторы скорости ветра в самых различных точках кузова автомобиля. Таким образом, виртуальный аэродинамический тоннель позволяет не только значительно сократить расходы на проектирование автомобиля, но и получить гораздо более полную информацию о его аэродинамических характеристиках.

• < Назад
• Вперёд >

ch-magazine.ru

Аэродинамический расчет дымовой трубы котельной — нормативный метод ( пример ) | Программа ARDP

Ключевое назначение локальных и центральных котельных установок — выработка тепловой энергии, которая необходима для обогрева зданий. Одной из важнейших технических задач, решаемых при обустройстве упомянутого оборудования является вывод продуктов сгорания. Для этой цели конструируют дымоотводящий канал.

Чтобы справиться с этой целью эффективно нужно произвести аэродинамический расчет дымовой трубы. В этой статье вы узнаете основные моменты, которые нужно знать для решения рассматриваемой задачи.

Виды дымоотводов

На сегодняшний день используется несколько разновидностей газоходных каналов.

Наиболее популярными являются:

1. Самонесущие. Их делают из сэндвич труб, которые закрепляют к основанию анкерными болтами. Они характеризуются высокой прочностью. Поэтому способны выдерживать достаточно сильные нагрузки.
2. Мачтовые. Устойчивая конструкция. Характеризуется надежной защитой от процессов коррозии благодаря наличию огнеупорной эмали и теплоизоляции. Такие конструкции допустимо использовать даже в сейсмоопасных зонах.
3. Околофасадные. Крепятся к фасаду домов и построек. Состоят из рамы с газоотводящими каналами. В некоторых случаях изготовляются без рамы. В таком случае применяют сэндвич трубы и анкерные болты.
4. Фермовые. Изготавливаются как из одной, так и из нескольких каналов. Ферма закрепляется к анкерной корзине, которую монтируют в основании. Этот вариант также может быть использован в сейсмоопасных условиях. Для защиты от коррозийных процессов применяют краску и грунтовку.
5. Колонный. Производится из внутреннего канала, сделанного из нержавеющей стали и внешней оболочки.

Каждый вариант имеет свои преимущества и недостатки. При обустройстве дымоотводящей системы нужно подбирать наиболее оптимальный вариант.

Расчет газоходного канала котельной

Для решения задачи нужно действовать по определенному алгоритму.

Процедура выглядит следующим образом:

1. Сначала решают, где будет размещен дымоход, и какого типа он будет.
2. Далее выполняют расчет высоты газоотводящей конструкции, учитывая вид тяги и объемы используемого для работы котельной топлива.
3. Выполняется расчет необходимых показателей прочности и износостойкости канала.
4. Определяют минимальную пропускную способность трубы. Это нужно для расчета нагрузок, которые сможет выдержать отопительное оборудования. При решении этой задачи важно точно знать показатели ветровых нагрузок и уровня тяги.
5. На завершающем этапе составляется чертеж дымоходной трубы с учетом всех важных технических нюансов.

Если котельная будет работать на естественной тяги, нужно произвести аэродинамические расчеты. Они также помогут определить скорость распространения продуктов горения. На этот параметр оказывает влияние скорость перемещения воздушных масс, а также рельеф местности и температура газообразных выбросов.

Помните, что коэффициент загрязнения дымоотводящего канала может составлять до 30%. На высоту конструкции оказывает серьезнейшее влияние мощность используемого отопительного оборудования.

Полезная документация

Все вычисления выполняются на основании одного документа — СНиП ІІ-35-76 (Скачать: для Украина, для России). Обратите внимание, что паспорт на дымоотводящий канал должен включать в себе все технические характеристики на изделие и другую полезную информацию. Выдается данная документация перед самым вводом газохода в эксплуатацию.

Помните, что ремонтные работы, необходимые для восстановления функционирования газохода, являются одними из самых опасных. К ним нужно относиться предельно внимательно и осторожно.

Существуют определенный нормативы, ограничивающие концентрацию выбросов. Прежде всего речь идет о таких веществах, как зола, сернистый газ и окислы азота. Вокруг котельной должна быть санитарная зона радиусом двести метров. Причем эта норма актуально только в тех случаях, когда выбросы очищаются от золы и твердых элементов. Для выполнения очистки применяют специальные фильтры и золоуловители.

При обустройстве котельных не имеет значение тип топлива, на котором будет работать отопительная установка. Ключевые требования при монтаже данных систем связаны с уровнем тяги, высокой пропускной способности и 100% соблюдении принятых экологических норм.

Смотреть видео:

trubtraid.ru

Полет в аэродинамической трубе как тренажер и аттракцион

Аэродинамическая труба — тренажер, который раньше использовали исключительно для тренировок профессионалов: летчиков, испытателей, космонавтов, парашютистов. Сегодня оборудование доступно всем. Вы можете воплотить самую давнюю мечту человека о свободном полете. Взлететь в аэротрубе можно на высоту нескольких этажей. Причем такие полеты совершенно безопасны: вы не разобьетесь, потому что поток воздуха в системе контролируется.

Аэротруба — это спорт?

Да, занятия в аэродинамической трубе можно назвать спортом. На это есть несколько причин:

• В тренажере нагрузку испытывают все группы мышц без исключения;
• Происходит тренировка вестибулярного аппарата;
• Человек учится контролировать выброс адреналина.

Вертикальный поток воздуха поднимает вас достаточно высоко. Такое положение для человека непривычно, поэтому вы получаете мощнейший выброс адреналина. Одновременно мышцы начинают напрягаться, реагируя на «нештатную» ситуацию. Тело раскрепощается и начинает ощущаться по-новому. Даже когда его держит поток воздуха снизу, мышцы продолжают реагировать и сокращаться.

Какие мышцы получают нагрузку

В аэродинамической трубе нагрузку получает практически все группы мышц. Даже те мышцы, которые сложно задействовать при обычных тренировках в спортзале, напрягаются. Аэротруба особенно хорошо помогает укрепить пресс и мышцы спины, привести в тонус вестибулярный аппарат, укрепить мышцы шеи, рук и ног.

Дополнительно стимулируется кровоснабжение мышц и работа внутренних органов. В свободном полете организм работает по-другому. Это стрессовая ситуация, но речь идет о положительном стрессе. В кровь поступает порция адреналина, который поначалу сложно контролировать. Со временем при постоянных занятиях вы научитесь управлять своими эмоциями в таких условиях.

Кому нужны такие тренировки

Занятия в аэродинамической трубе могут быть полезны абсолютно всем. Препятствием к посещению тренажера могут быть только заболевания сердца и сердечно-сосудистой системы, психические отклонения, нарушения опорно-двигательного аппарата и другие серьезные недуги. «К занятиям допускаются дети в возрасте от 4 лет» Верхней возрастной планки нет, все зависит от состояния здоровья человека и желания получить новые ощущения. Могут быть сложности с полетами у людей, вес которых превышает 100 кг.

Аэротрубу стоит посетить людям, которые планируют совершить прыжок с парашютом. 10 минут на тренажере можно сравнить с пятью прыжками. Причем аэродинамическая труба — это абсолютно безопасно, потому что сила потока воздуха и другие параметры в трубе контролируются.

Если вы ведете малоактивный образ жизни, то тренировка буквально «встряхнет» весь организм, и вы снова почувствуете себя полным сил. Занятия в зале после длительного перерыва будут слишком болезненными. А вот в трубе можно получить полноценную нагрузку и максимум ярких впечатлений. С новичками занимаются инструкторы, возможны групповые занятия.

Инструкторы сравнивают 5 минут в трубе с часом занятий в спортивном зале, и это действительно так. Вы получаете заряд адреналина и нагрузку на все группы мышц без исключения. Полученный опыт невозможно сравнить ни с чем. Даже прыжок с парашютом не доставляет таких ощущений.

Полет в трубе станет отличным подарком для человека, который любит острые ощущения. Сегодня модно дарить впечатления. Ощущения от полета незабываемы, поэтому такой презент точно запомнится на всю жизнь.

Материал для статьи предоставлен сайтом http://www.aeropotok.site/

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

street-sport.com

Виртуальная аэродинамическая труба xflr5 с нуля шаг за шагом

Виртуальная аэродинамическая труба XFLR5 с нуля шаг за шагом

(по мотивам горе-документации)

Подкур М.Л. ([email protected]),

Кемерово, 15 апреля 2009г.

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие 2

Теория 2

Обтекание тел воздушным потоком 2

Крыло и его назначение 3

Геометрические характеристики крыла 3

Средняя аэродинамическая хорда крыла 6

Лобовое сопротивление крыла 7

Аэродинамическое качество крыла 8

Влияние на аэродинамическое качество угла атаки. 8

Построение аэродинамических характеристик крыла и самолета 9

Поляра крыла 9

Поляра самолета 10

Перемещение центра давления крыла и самолета 10

Краткий вывод 11

Описание XFLR5 12

Первый запуск XFLR5 13

Программа непосредственной разработки профилей (Foil Direct Design) 14

Обратная разработка профилей (XFoil Inverse Design) 15

Непосредственный анализ профилей (XFoil Direct Analysis) 16

Анализ единичных поляр 17

Групповой анализ поляр 19

Разработка и анализ крыльев(Wing Design) 20

Определение геометрии крыла 21

Определение фюзеляжа модели 24

Определение аэродинамической схемы модели 25

Определение и расчет неуправляемых поляр модели 26

Определение и расчет управляемых поляр модели 29

Анализ летных характеристик 31

Модель крыла 31

Модель самолета 36

Проектирование модели 36

Первичная настройка модели 39

Анализ качества модели 40

Подбор центра тяжести 41

Подбор параметров горизонтального оперения 41

Подбор профиля крыла 42

Скорость полета 43

Литература 44

Предисловие

Каждый, наверно, по-своему приходит к вопросу: «Почему же моя замечательно построенная модель так плохо летает?» Я к этому вопросу пришел после того, как абсолютно не смог справиться со своей (к тому моменту третьей) моделью истребителя времен второй мировой ЛаГГ-3, расколотив его в клочья в течение первых десяти секунд полета. А также вспоминая все «летные качества» предыдущих моих моделей.

Окольными путями было выяснено, что аэродинамический расчет можно делать с помощью программы виртуальной аэродинамической трубы XFLR5 для анализ профилей и крыльев работающих при малых числах Рейнольдса (http://xflr5.sourceforge.net/xflr5.htm), созданной на базе XFoil, как и программа Profili2. Скачав ее с сайта вместе с «документацией» и запасясь изрядной долей терпения, я решил, во что бы то ни стало, выжать из нее толк, т.к. не осталось у меня больше желания в считанные секунды отправлять на тот свет месяц-другой кропотливой работы. Как оказалось, даже на Английском нет нормальной пользовательской документации, а уж если еще и не быть «в теме» зарубежных терминов аэродинамики, то изучать официальные инструкции совсем становится грустно.

Предназначена эта статья тем моделистам, которые по тем или иным причинам не могут разобраться в документации на английском языке. То, что мне с моим небогатым знанием аэродинамики удалось выжать из «горе-документации» я сейчас и расскажу. Надеюсь, это поможет Вам делать хорошо выглядящие и хорошо летающие модели.

При прочтении советую запоминать приведенные мной в тексте расшифровки используемых в XFLR5 обозначений аэродинамических коэффициентов и значений, т.к. далеко не везде перевод полного названия можно сопоставить с Русскими обозначениями.

Теория

Программа XFLR5 нужна для того, чтобы продувать создаваемые модели в виртуальной аэродинамической трубе. Совсем не хочу глубоко вдаваться в теорию, но видимо придется, т.к. без знания аэродинамики с этой программой разбираться бесполезно хотя бы потому, что полученные результаты нужно оценивать, осознавая, что делаешь. Основные моменты, безжалостно надерганные из книги.

Обтекание тел воздушным потоком

При обтекании твердого тела воздушный поток подвергается деформации, что приводит к изменению скорости, давления, температуры и плотности в струйках потока. Наличие различных по величине давлений у поверхности твердого тела приводит к возникновению аэродинамических сил и моментов. Распределение этих сил зависит от характера обтекания тела, его положения в потоке, конфигурации тела. Видимую картину обтекания тел воздушным потоком принято называть аэродинамическим спектром. (Рис. 1).

Рис. 1 Аэродинамический спектр удобообтекаемого тела

Величины давлений на поверхности для различных тел определяют в лабораториях путем продувки в аэродинамических трубах. Полученные значения давлений для каждой точки наносят на специальные графики (Рис. 2) Кроме сил давления, на поверхность крыла по касательной к ней действуют силы трения, которые обусловлены вязкостью воздуха и целиком определяются процессами, происходящими в пограничном слое.

Суммируя распределенные по поверхности крыла силы давления и трения, получим равнодействующую силу, которая называется полной аэродинамической силой.

Точка приложения полной аэродинамической силы на хорде профиля крыла называется центром давления.

Рис. 2 Распределение давлений по профилю крыла

Крыло и его назначение

Крыло самолета предназначено для создания подъемной силы, необходимой для поддержки самолета в воздухе.

Аэродинамическое качество крыла тем больше, чем больше подъемная сила и меньше лобовое сопротивление.

Подъемная сила и лобовое сопротивление крыла зависят от геометрических характеристик крыла. Геометрические характеристики крыла в основном сводятся к характеристикам крыла в плане и характеристикам профиля крыла.

Геометрические характеристики крыла

Геометрические характеристики крыла сводятся в основном к характеристикам формы крыла в плане и к характеристикам профиля крыла. Крылья современных самолетов по форме в плане могут быть (Рис. 3): эллипсовидные (а), прямоугольные (б), трапециевидные (в), стреловидные (г) и треугольные (д)

Рис. 3 Формы крыльев в плане

Рис. 4 Угол поперечного V крыла

Рис. 5 Геометрические характеристики крыла

Форма крыла в плане характеризуется размахом, площадью удлинением, сужением, стреловидностью (Рис. 5) и поперечным V (Рис. 4)

Размахом крыла L называется расстояние между концами крыла по прямой линии.

Площадь крыла в плане S_кр ограничена контурами крыла.

Удлинением крыла  называется отношение размаха крыла к средней хорде

Сужением крыла  называется отношение осевой хорды к концевой хорде

Углом стреловидности называется угол между линией передней кромки крыла и поперечной осью самолета.

Углом поперечного V крыла называется угол между поперечной осью самолета и нижней поверхностью крыла (Рис. 4).

Профилем крыла называется форма его поперечного сечения. Профили могут быть (Рис. 6): симметричными и несимметричными.

Основными характеристиками профиля являются: хорда профиля, относительная толщина, относительная кривизна (Рис. 7).

Хордой профиля b называется отрезок прямой, соединяющий две наиболее удаленные точки профиля.

Рис. 6 Формы профилей крыла

1 — симметричный; 2 — не симметричный; 3 — плосковыпуклый; 4 — двояковыпуклый; 5 — S-образный;6 -ламинизированный; 7 — чечевицеобразный; 8 — ромбовидный; 9 — видный

Рис. 7 Геометрические характеристики профиля:

b — хорда профиля; С_макс — наибольшая толщина; f_макс — стрела кривизны; х_с— координата наибольшей толщины

Рис. 8 Углы атаки крыла

Рис. 9 Полная аэродинамическая сила и точка ее приложения

R — полная аэродинамическая сила; Y — подъемная сила; Q — сила лобового сопротивления; - угол атаки; q — угол качества

Относительной толщиной профиля с называется отношение максимальной толщины С_макc к хорде, выраженное в процентах:

Положение максимальной толщины профиля Х_c выражается в процентах от длины хорды и отсчитывается от носка

Относительной кривизной профиля f называется отношение максимальной кривизны f к хорде, выраженное в процентах.

Средняя аэродинамическая хорда крыла

Вращательное движение самолета в полете совершается вокруг его центра тяжести. Положение центра тяжести, как правило, ориентируется относительно средней аэродинамической хорды крыла.

Средней аэродинамической хордой крыла (САХ) называется хорда такого прямоугольного крыла, которое имеет одинаковые с данным крылом площадь, величину полной аэродинамической силы и положение центра давления (ЦД) при равных углах атаки (Рис. 10).

Рис. 10 Средние аэродинамические хорды крыльев

Величина и координаты САХ для каждого самолета определяются в процессе проектирования и указываются в техническом описании.

Аэродинамическая сила самолета создается крылом и приложена в центре давления. Центр давления и центр тяжести, как правило, не совпадают и поэтому образуется момент сил. Величина этого момента зависит от величины силы и расстояния между ЦТ и центром давления, положение которых определяется как расстояние от начала САХ, выраженное в линейных величинах или в процентах длины САХ.

Рис. 11 Положение центра тяжести самолета

Лобовое сопротивление крыла

Лобовое сопротивление — это сопротивление движению крыла самолета в воздухе. Оно складывается из профильного, индуктивного и волнового сопротивлений:

Х_кр=Х_пр+Х_инд+Х_В. (2.8)

Волновое сопротивление рассматриваться не будет, так как возникает на скоростях полета свыше 450 км/ч.

Профильное сопротивление слагается из сопротивления давления и сопротивления трения:

Х_пр=Х_Д+Х_тр .(2.9)

Сопротивление давления — это разность давлений перед и за крылом. Чем больше эта разность, тем больше сопротивление давления. Разность давлений зависит от формы профиля, его относительной толщины и кривизны (Рис. 12, на рисунке обозначено С_х — коэффициент профильного сопротивления).

Рис. 12 График зависимости профильного сопротивления от толщины профиля

Сопротивление трения возникает вследствие проявления вязкости воздуха в пограничном слое обтекающего профиля крыла. Величина сил трения зависит от структуры пограничного слоя и состояния обтекаемой поверхности крыла (его шероховатости).

Рис. 13 Обтекание крыла конечного размаха

Для уменьшения сопротивления трения при подготовке самолетов к полету необходимо сохранять гладкость поверхности крыла и частей самолета, особенно носка крыла.

Индуктивное сопротивление — это прирост лобового сопротивления, связанный с образованием подъемной силы крыла. При обтекании крыла невозмущенным воздушным потоком возникает разность давлений над крылом и под ним В результате часть воздуха на концах крыльев перетекает из зоны большего давления в зону меньшего давления (Рис. 13).

Поток воздуха перетекает с нижней поверхности крыла на верхнюю и накладывается на воздушный поток, набегающий на верхнюю часть крыла, что приводит к образованию завихрений массы воздуха за задней кромкой, т. е. образуется вихревой жгут.

Рис. 14 Отклонение воздушного потока вниз, вызванное вихревым шнуром

Такое движение воздушных масс сообщает воздушному потоку, обтекающему крыло, дополнительную скорость, направленную вниз. При этом любая часть воздуха, обтекающая крыло со скоростью V, отклоняется вниз со скоростью U. Угол , на который отклоняется поток воздуха, обтекающий крыло со скоростью V, наведенной вертикальной скоростью U, называется углом скоса потока (Рис. 14).

Поэтому благодаря скосу потока истинный угол атаки _ист крыла в каждом его сечении будет отличаться от геометрического или кажущегося угла атаки _каж на величину  (Error: Reference source not found):

Аэродинамическое качество крыла

С точки зрения аэродинамики наиболее выгодным будет такое крыло, которое обладает способностью создавать возможно большею подъемную силу при возможно меньшем лобовом сопротивлении. Для оценки аэродинамического совершенства крыла вводится понятие аэродинамического качества крыла.

Аэродинамическим качеством крыла называется отношение подъемной силы к силе лобового сопротивления крыла на данном угле атаки

Чем больше аэродинамическое качество крыла, тем оно совершеннее.

Влияние на аэродинамическое качество угла атаки.

По известным значениям аэродинамических коэффициентов С_у и С_х для различных углов атаки строят график К = f () (Рис. 15). Из графика видно, что с увеличением угла атаки до определенной величины аэродинамическое качество возрастает. При некотором угле атаки качество достигает максимальной величины К_макс. Этот угол называется наивыгоднейшим углом атаки, _наив.

На угле атаки нулевой подъемной силы _о где С_у=0 аэродинамическое качество будет равно нулю.

Рис. 15 График зависимости аэродинамического качества от угла атаки

следующая страница>

flatik.ru

Аэротруба AeroDream в Программе лояльности

Аэротруба AeroDream в Программе лояльности. Аэротруба — это тренажер, симулятор свободного полета, позволяющий ощутить невероятную легкость парения над землей. Эффект полета достигается за счет конструкции аэротрубы, представляющей собой вертикальный стеклянный «аквариум», в который подается мощный поток воздуха. 

Скидка для членов профсоюза — 40 % на полёты (3 мин., 5 мин., 10 мин)

Телефоны:
— для жителей Санкт-Петербурга: +7 (812) 385 77 75;
— для жителей России: 8 (800) 775 97 11 (звонок бесплатный).

Адрес:
— г. Санкт-Петербург, Приморский проспект д. 72, ТРЦ «Питерленд» (въезд со стороны Финского залива)

На общественном транспорте: Черная Речка (маршрутка № 132), Старая Деревня (маршрутка № 232)

Интернет:
aerodream.spb.ru
www.instagram.com/aerodream_aerotruba/
www.facebook.com/aerodream.spb
vk.com/spb.aerodream

Аэротруба — это тренажер, симулятор свободного полета, позволяющий ощутить невероятную легкость парения над землей. Эффект полета достигается за счет конструкции аэротрубы, представляющей собой вертикальный стеклянный «аквариум», в который подается мощный поток воздуха скоростью СВЫШЕ 200 км/час.

Безусловно, аэротруба на сегодняшний день — один из самых необычных аттракционов для взрослых и детей от 4-х лет. Безопасный полет дарит массу положительных эмоции и мощный заряд позитива на долгое время.

У нас есть все для того, чтобы вам запомнился ваш полет в аэротрубе. Бесплатная аренда специализированной экипировки, возможность фото- и видео-съемки, четкий и понятный инструктаж, вежливый, внимательный и, главное, профессиональный персонал, а также современное оборудование для комфортного полета. Эффект от эмоции усиливается, если вы пришли веселой компанией или дружной семьей. А еще подарочный сертификат — это супер подарок по любому праздничному поводу или просто так.

Мы постоянно проводим интересные акции и мероприятия для наших гостей.

Отдельно надо сказать про уникальную инфраструктуру развлекательного комплекса «Питерленд», так как здесь есть все, чтобы провести отдых в комплексе. Также в аэротрубе «Aerodream» Вы можете отпраздновать День Рождения, отметить выпускной, окончание или начало года, а также провести корпоративное мероприятие или тимбилдинг.

AeroDream — это первая аэродинамическая труба в Питере!

Полетать в аэротрубе всей семьей вы можете в Санкт-Петербурге по адресу Приморский проспект 72 (ТЦ «Питерлэнд»).

Незабываемые впечатления от эффекта свободного парения заряжают энергией, а прекрасный вид на Финский залив добавляет красок эмоциям.

dprof.info