Трехстепенная модель самолета в Matlab

В заметке приведён результат работы программы для моделирования динамики самолета. Рассматривается трехстепенная модель самолета в Matlab. Эту программу в текстовом виде Вы можете найти в книге [1, стр.180,189-190]. Трехстепенной моделью называется модель, имеющая три степени свободы. В нашем случае, это перемещения по вертикали и горизонтали, а также угол тангажа.

Читать далее «Трехстепенная модель самолета в Matlab»

Граничные условия в МКО (1D)

Граничные условия в МКО: дополнительные пояснения к реализации МКО описанной в статье [2]. В этой статье приводится перевод Раздела 4.3 книги [1] с примером 4.1 по теплопередаче. Раздел 4.1 и 4.2 — см. [3]. Необходимость этих дополнительных пояснений обусловлена тем, что в статьях по теории и по реализации нет явных указаний на принцип обработки граничных условий.

Читать далее «Граничные условия в МКО (1D)»

Теория метода контрольных объемов (1D)

Поскольку в статье [2] о реализации метода контрольных объемов теоретическая часть приведена только в виде ссылки на книгу [1], здесь будет перевод небольшого отрывка из этой самой книги. Теория метода контрольных объемов формулируется для некоторого абстрактного свойства \phi (вместо температуры T).

Читать далее «Теория метода контрольных объемов (1D)»

Метод контрольных объемов (1D)

Метод контрольных объемов часто используется при решении задач, связанных с вычислительной гидродинамикой и теплообменом. Рассмотрим одномерный случай установившегося распределения температуры T в теплоизолированном по длине стержне, на концах которого поддерживается постоянная температура.

Метод контрольных объемов (1D)
Метод контрольных объемов (1D). Тестовая задача. Обведены синим цветом и пронумерованы узловые точки контрольных объемов.

A — площадь поперечного сечения равна 0,001 кв.м, K — коэффициент теплопроводности равен 1000 Вт/мК —  это довольно много, коэффициент теплопроводности, например, алюминия равен 210-220 Вт/мК. Буквой P обозначается узел, для которого формируется уравнение, большими буквами W (west) и E (east) обозначаются западный и восточный соседние узлы. Маленькими буквами w и e обозначаются границы контрольного объема с узловой точкой P.

Читать далее «Метод контрольных объемов (1D)»

Механизация — закрылок

В релизе Aero-PM 0.2.4 поправлена ошибка с минусом. Она хоть и не приводила к неверным результатам, сильно нарушала логику алгоритма. Теперь — все правильно. Рассматривается механизация — закрылок. Обычный отклоняемый закрылок теперь применяется редко, но его проще всего смоделировать. Два расчета: закрылок убран (FlappedFoil_1.txt), закрылок выпущен (FlappedFoil_2.txt). Профиль — без названия (несуществующий).

Механизация - закрылок
Профиль с отклоненным закрылком. На рисунке — два профиля, наложенные друг-на-друга. В правой части видно отклоненный на угол порядка 15° закрылок.

Читать далее «Механизация — закрылок»

Точки аэродинамического профиля: формат Selig

Точки аэродинамического профиля. График
Точки аэродинамического профиля. Результат NACA4Digit.m.

Рассмотрим формирование файла, содержащего точки аэродинамического профиля NACA c четырехзначным номером. Формат Selig.

Читать далее «Точки аэродинамического профиля: формат Selig»

Аэродинамический фокус

Сделал попытку изучить свойства аэродинамического фокуса  при помощи программы Aero-PM. Результаты получились ожидаемые. Сначала рассмотрим, что такое аэродинамический фокус, потом рассмотрим результаты численного эксперимента для профилей NACA 6409 (несимметричный) и NACA 0012 (симметричный). Примеры запуска даны для Aero-PM вер. 0.2.1.

Аэродинамический фокус. Обозначения
Обозначения: N’  — погонная нормальная сила (на единицу длины), A’ — погонная осевая сила, R’ — погонная полная аэродинамическая сила, p и τ — напряжения нормальное и касательное, LE — Leading Edge (передняя кромка), TE — Trailing Edge (задняя кромка). Красным пунктиром показана средняя линия, зеленым цветом — хорда. Начало координат совпадает с передней кромкой (LE), X1/4 — координата фокуса (1/4 хорды), Xcp — координата центра давления.

Читать далее «Аэродинамический фокус»

Профиль NACA 6409: Коэффициент подъемной силы

Рассмотрим, какой коэффициент подъемной силы имеет профиль NACA 6409 на углах атаки от -5 до 10 градусов.

Профиль NACA 6409 - потенциальный поток 2 мс на углах от -5 до 10
Профиль NACA 6409 — потенциальный поток 2 м/с на углах от -5 до 10 (расчет в Aero-PM). Слева — вид профиля (NACA4Digit.m), в центре — точки средней линии, точки установки вихря и точки коллокации с нормалями (Preprocess2D.m), справа — линейная часть зависимости коэффициента подъемной силы от угла атаки.

Читать далее «Профиль NACA 6409: Коэффициент подъемной силы»

Комплексная скорость и потенциал в Matlab

Программа Aero-PM в настоящее время не имеет средства визуального отображения результатов (только численный вывод в командное окно). Для упрощения отладки, полезно иметь возможность графического отображения линий тока и эквипотенциальных линий. Комплексная скорость и потенциал в Matlab могут быть отображены на двумерных графиках при помощи функций quiver() и contour().

Читать далее «Комплексная скорость и потенциал в Matlab»