滑翔机结构图

    采用的模型是DG-1000 滑翔机机翼。Zentrum für Strukturtechnologien, ETH Zürich 最先采用采用了小变形线弹性模拟了这个模型,采用MpCCI模拟大变形对气流场的影响。模拟的目标:决定不同的机翼设计对气动性能的影响。DG-1000 滑翔机机翼具有大的机翼跨度和机身长度,机翼跨度是20米。结构性能是柔性、低阻尼。在计算分析中采用三种不同前倾斜角分别为-1度,-5度和-10度,如下图所示

    Dehning, C., P. Post, C. Rumpler, K. Wolf, C. Ledermann, F. Hurlimann, P. Ermanni, “Fluid-Strukturkopplungen mit MpCCI,” 2004

                                 三种不同的前倾角度图

    由于机翼的扭转响应将随着前倾角变化而改变在机翼周围的流体流动,因此将改变其空气动力学性能。

    在模拟过程中,固体耦合软件采用ANSYS有限元软件,采用S4/S3单元,总的单元数为37000个。考虑材料的大变形,线弹性复合材料。流体采用FLUENT为耦合的流体计算软件,采用了723000个四面体单元,流场为不可压层流。结论的比较如下所示

    计算结果对比图

    分析表明,结构的变形对在和重新分布影响很大,非线性因素在这里扮演了关键角色。