Evaluation of aerodynamic rectangular plate characteristics with the aid of SU2 software package

Abstract

В рамках своей дипломной работы я изучал аэродинамические силы для прямоугольной призмы. Модель призмы и сетка были построены с помощью программы Gmsh. Была построена сетка вблизи призмы с размерами 1*1*0,025.

Затем, я моделировал процесс обдувания призмы ветровым потоком со скоростью 19,5 м/с с помощью программы SU2. Уравнение Навье-Стокса описывает рассматриваемую мной модель, которая с помощью осреднения по Рейнольдсу приводится к изменённой системе уравнений. Но данная система уравнений имеет большее количество неизвестных, чем уравнений, поэтому мы дополняем её дополнительным соотношением: модель турбулентности Спаларта-Аллмараса.

В программе SU2 я произвёл моделирование и расчёт коэффициентов для углов атаки от – 20 до 20 градусов. В результате мы получаем зависимость коэффициента нормальной силы Cn от угла атаки, и исходя из этой зависимости заключаем, что для данной призмы галопирование возможно. Результаты моей работы достаточно точно совпадают с результатами других авторов, полученными в аэродинамической трубе.

В итоге, я увидел огромные возможности в программе SU2, кроме того, она обладает важными преимуществами, поэтому я предполагаю, что в будущем большинство задач аэродинамики и гидродинамики будут решаться с помощью таких программ.

The study of the aerodynamic characteristics of prism has now a large importance valueas because rectangular and square objects are widely used in construction of bridges, buildings and other objects. I am going to research flow past prism with numerical computing using SU2 software package. "Stanford University 2" is a free of charge program with open source code, which is developed by chair of aeronautics and astronautics of Stanford University.

But the SU2 program has limited possibilities, particularly there is no such a feature to build a model of an object (grid) and visualize the results. That is why I built the grid with the help of Gmsh program and I'm going to visualize the results using ParaView program.

In my study I am going to search for the solution by means of Reynolds-averaged Navier-Stokes equation, for calculation I am going to use Spalart-Allmaras turbulence model.

I examined 11 different angles of attack ranging from -20 to 20 degrees with SU2 software package. In the end, I received the dependence of the coefficient of normal force and angle of attack.