CFD软件：OpenFOAM二次开发_（3）.OpenFOAM案例分析与实践.docx

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OpenFOAM案例分析与实践

在上一节中，我们介绍了如何在OpenFOAM中创建和配置一个新的求解器。接下来，我们将通过具体的案例分析和实践，进一步深入理解如何在OpenFOAM中进行二次开发，解决实际的航空航天工程问题。

1.飞机翼型流场分析

1.1翼型流场分析的基本步骤

在航空航天工程中，飞机翼型的流场分析是一个非常重要的环节。通过OpenFOAM进行翼型流场分析的基本步骤包括：

几何建模：使用CAD软件或OpenFOAM自带的工具创建翼型模型。

网格生成：使用OpenFOAM的网格生成工具（如blockMesh）生成计算网格。

边界条件设置：定义入口、出口、壁面等边界条件。

求解器选择与配置：选择合适的求解器并配置相关参数。

求解与后处理：运行求解器并进行后处理，分析结果。

1.2几何建模

我们可以使用OpenFOAM的blockMesh工具来创建翼型模型。首先，我们需要定义翼型的几何参数。以NACA0012翼型为例，其几何参数可以通过以下Python脚本生成：

#NACA0012翼型生成脚本

importnumpyasnp

defnaca0012(x,c):

t=0.12

yt=5*t*c*(0.2969*np.sqrt(x/c)-0.1260*(x/c)-0.3516*(x/c)**2+0.2843*(x/c)**3-0.1015*(x/c)**4)

returnyt

c=1.0#翼型弦长

x=np.linspace(0,c,100)

yt=naca0012(x,c)

#生成翼型坐标文件

withopen(naca0012.dat,w)asf:

foriinrange(len(x)):

f.write(f{x[i]:.6f}{yt[i]:.6f}\n)

f.write(f{x[i]:.6f}{-yt[i]:.6f}\n)

生成的翼型坐标文件naca0012.dat可以用于OpenFOAM中的blockMeshDict文件。

1.3网格生成

在OpenFOAM中，我们使用blockMesh工具生成计算网格。首先，创建一个blockMeshDict文件，定义翼型的计算域和网格划分：

/*blockMeshDict*/

FoamFile

{

version2.0;

formatascii;

classdictionary;

objectblockMeshDict;

}

convertToMeters1;

vertices

(

(-0.5-1.00.0)//0

(1.5-1.00.0)//1

(1.51.00.0)//2

(-0.51.00.0)//3

(0.0-0.00.0)//4

(1.00.00.0)//5

);

blocks

(

hex(01543265)(100101)simpleGrading(111)

);

edges

(

spline45((0.0-0.12)(0.088-0.12)(0.172-0.099)(0.254-0.079)(0.374-0.061)(0.5-0.046)(0.750.0)(1.00.0))

spline54((0.00.12)(0.0880.12)(0.1720.099)(0.2540.079)(0.3740.061)(0.50.046)(0.750.0)(1.00.0))

);

boundary

(

inlet

{

typepatch;

faces

(

(0364)

);

}

outlet

{

typepatch;

faces

(

(1256)

);

}

wing