Fluent中升力系數(shù)阻力系數(shù)定義（Drag&Lift）

2017-05-18 by:CAE仿真在線來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

如果本文讓你疑惑,你可以參考《關(guān)于Fluent的升力系數(shù)CL和阻力系數(shù)CD的正確理解》這個(gè)文章

問(wèn)題:圓柱繞流在fluent中如何得到阻力系數(shù)和升力系數(shù)?具體的設(shè)置是怎樣的?是要監(jiān)測(cè)得到阻力和升力嗎?它們分別怎么設(shè)置來(lái)得到?

答:首先要在report-reference value里設(shè)置參考速度和長(zhǎng)度
然后solve-monitor-force中設(shè)置監(jiān)測(cè)drag,lift就可以了

阻力和升力是可以得到的,得到之后再除以1/2pV**2S就可以了

問(wèn)題:fluent中升阻力系數(shù)如何定義?

答:升力系數(shù)定義:

FLUENT的升力系數(shù)是將升力除以參考值計(jì)算的動(dòng)壓 (0.5*density*(velocity**2)*area=0.5*1.225*(1**2)*1=0.6125),可以說(shuō)只是對(duì)作用力進(jìn)行了無(wú)量綱化,對(duì)自己有用的升力系數(shù)還需要?jiǎng)邮钟?jì)算一下,report一下積分的面積和力,自己計(jì)算。

其實(shí)本身系數(shù)就是一個(gè)無(wú)量綱化的過(guò)程,不同的系數(shù)有不同的參考值,就像計(jì)算Re數(shù)時(shí)的參考長(zhǎng)度,是一個(gè)特征長(zhǎng)度,反應(yīng)特征即可
作為Cl、Cd也是具有特定含義的系數(shù),參考面積的取法是特定的,比如投影面積等等,但是這個(gè)在Fluent里是沒(méi)有體現(xiàn)的
Fluent里面你不做設(shè)置,就是照上面的帖子這樣計(jì)算出來(lái)的,
并不是你所期望的參考值,自己需要設(shè)定,對(duì)需要的參考值要做在里面設(shè)定

另外:參考值的改變不影響迭代計(jì)算的過(guò)程,只是在后處理一些參數(shù)的時(shí)候應(yīng)用到

user guide 的相關(guān)內(nèi)容

26.8 Reference Values

You can control the reference values that are used in the computation of derived physical quantities and nondimensional coefficients. These reference values are used only for postprocessing.

Some examples of the use of reference values include the following:

Force coefficients use the reference area, density, and velocity. In addition, the pressure force calculation uses the reference pressure.

Moment coefficients use the reference length, area, density and velocity. In addition, the pressure force calculation uses the reference pressure.

Reynolds number uses the reference length, density, and viscosity.

Pressure and total pressure coefficients use the reference pressure, density, and velocity.

Entropy uses the reference density, pressure, and temperature.

Skin friction coefficient uses the reference density and velocity.

Heat transfer coefficient uses the reference temperature.

Turbomachinery efficiency calculations use the ratio of specific heats.
26.8.1 Setting Reference Values

To set the reference quantities used for computing normalized flow-field variables, use the Reference Values panel (Figure 26.8.1).

You can input the reference values manually or compute them based on values of physical quantities at a selected boundary zone. The reference values to be set are Area, Density, Enthalpy, Length, Pressure, Temperature, Velocity, dynamic Viscosity, and Ratio Of Specific Heats. For 2D problems, an additional quantity, Depth, can also be defined. This value will be used for reporting fluxes and forces. (Note that the units for Depth are set independently from the units for length in the Set Units panel.)

If you want to compute reference values from the conditions set on a particular boundary zone, select the zone in the Compute From drop-down list. Note, however, that depending on the boundary condition used, only some of the reference values may be set. For example, the reference length and area will not be set by computing the reference values from a boundary condition; you will need to set these manually.

To set the values manually, simply enter the value for each under the Reference Values heading.

不同的Cd、Cl在各行業(yè)叫法一一致,如在汽車行業(yè)叫風(fēng)阻系數(shù)

風(fēng)阻系數(shù):空氣阻力是汽車行駛時(shí)所遇到最大的也是最重要的外力?？諝庾枇ο禂?shù),又稱風(fēng)阻系數(shù),是計(jì)算汽車空氣阻力的一個(gè)重要系數(shù)。它是通過(guò)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)和下滑實(shí)驗(yàn)所確定的一個(gè)數(shù)學(xué)參數(shù), 用它可以計(jì)算出汽車在行駛時(shí)的空氣阻力。

空氣阻力是汽車行駛時(shí)所遇到最大的也是最重要的外力.風(fēng)阻系數(shù)是通過(guò)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)和下滑實(shí)驗(yàn)所確定的一個(gè)數(shù)學(xué)參數(shù),用它可以計(jì)算出汽車在行駛時(shí)的空氣阻力.風(fēng)阻系數(shù)的大少取決于汽車的外形.風(fēng)阻系數(shù)愈大,則空氣阻力愈大.現(xiàn)代汽車的風(fēng)阻系數(shù)一般在0.3-0.5之間.

下面是一些物體的風(fēng)阻:

垂直平面體風(fēng)阻系數(shù)大約1.0

球體風(fēng)阻系數(shù)大約0.5

一般轎車風(fēng)阻系數(shù)0.28-0.4

好些的跑車在0.25

賽車可以達(dá)到0.15

飛禽在0.1-0.2

飛機(jī)達(dá)到0.08

目前雨滴的風(fēng)阻系數(shù)最小

在0.05左右

風(fēng)阻是車輛行駛時(shí)來(lái)自空氣的阻力,一般空氣阻力有三種形式,第一是氣流撞擊車輛正面所產(chǎn)生的阻力,就像拿一塊木板頂風(fēng)而行,所受到的阻力幾乎都是氣流撞擊所產(chǎn)生的阻力。第二是摩擦阻力,空氣與劃過(guò)車身一樣會(huì)產(chǎn)生摩擦力,然而以一般車輛能行駛的最快速度來(lái)說(shuō),摩擦阻力小到幾乎可以忽略。第三則是外型阻力(下圖可說(shuō)明何謂外型阻力),一般來(lái)說(shuō),車輛高速行駛時(shí),外型阻力是最主要的空氣阻力來(lái)源。外型所造成的阻力來(lái)自車后方的真空區(qū),真空區(qū)越大,阻力就越大。一般來(lái)說(shuō),三廂式的房車之外型阻力會(huì)比掀背式休旅車小。

車輛在行駛時(shí),所要克服的阻力有機(jī)件損耗阻力、輪胎產(chǎn)生的滾動(dòng)阻力(一般也稱做路阻)及空氣阻力。車輛在行駛時(shí),所要克服的阻力有機(jī)件損耗阻力、輪胎產(chǎn)生的滾動(dòng)阻力(一般也稱做路阻)及空氣阻力。隨著車輛行駛速度的增加,空氣阻力也逐漸成為最主要的行車阻力,在時(shí)速200km/h以上時(shí),空氣阻力幾乎占所有行車阻力的85%。

一般車輛在前進(jìn)時(shí),所受到風(fēng)的阻力大致來(lái)自前方,除非側(cè)面風(fēng)速特別大。不然不會(huì)對(duì)車輛產(chǎn)生太大影響,就算有,也可通過(guò)方向盤(pán)來(lái)修正。風(fēng)阻對(duì)汽車性能的影響甚大。根據(jù)測(cè)試,當(dāng)一輛轎車以80公里/時(shí)前進(jìn)時(shí),有60%的耗油是用來(lái)克服風(fēng)阻的。風(fēng)阻系數(shù)Cd是衡量一輛汽車受空氣阻力影響大小的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。風(fēng)阻系數(shù)越小,說(shuō)明它受空氣阻力影響越小,反之亦然,因此說(shuō)風(fēng)阻系數(shù)越小越好。一般來(lái)講,流線性越強(qiáng)的汽車,其風(fēng)阻系數(shù)越小。

風(fēng)阻系數(shù)可以通過(guò)風(fēng)洞測(cè)得。當(dāng)車輛在風(fēng)洞中測(cè)試時(shí),借由風(fēng)速來(lái)模擬汽車行駛時(shí)的車速,再以測(cè)試儀器來(lái)測(cè)知這輛車需花多少力量來(lái)抵擋這風(fēng)速,使這車不至于被風(fēng)吹得后退。在測(cè)得所需之力后,再扣除車輪與地面的摩擦力,剩下的就是風(fēng)阻了,然后再以空氣動(dòng)力學(xué)的公式就可算出所謂的風(fēng)阻系數(shù)。

風(fēng)阻系數(shù)=正面風(fēng)阻力× 2÷(空氣密度x車頭正面投影面積x車速平方)。

一輛車的風(fēng)阻系數(shù)是固定的,根據(jù)風(fēng)阻系數(shù)即可算出車輛在各種速度下所受的阻力。

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