Вид для печати
я записался на конкурс в универе, надо создать профиль крыла с максимальным коеффицентом подъёмной силы Cl не имея в виду ни угол атаки ни сопротивление Cd. Хорда 400мм и размах 400мм. Режим 2D. Шершавость поверхности на выбор, изготовление цифровое из фоам 1000 кг/м3. на геометрию ограничений нет.У тунела Re=1.000.000.
http://vuela.eusoc.upm.es/
есть у кого какие-нибудь идеи? :rtfm:
Пивет! ДЛя какой скорости должен быть рассчитан профиль?Цитата:
Сообщение от Mijailo
В принципе, тысячу лет назад была создана сеия профилей Clark Y. Если скорости невелики, то толщина профиля 25-30%, максимальная толщина профиля расположена на 35% хорды. Такой профиль можно модифицировать - немного отогнуть хвостик вниз, но только так, чтобы нижняя поверхность в районе хвостик приподнялась над хордой - получится такая ямка. Концевая точка модифицированного профиля должна лежать на исходной хорде, иначе хорда развернется и у вас образуется угол атаки....
Еще совт: посмотрите профили на небольших самолетах и увеличте их относительную высоту. Вам ведь не нужно добиваться максимального качества и на возросший Схо можно не обращать внимания.
Если скорости больше 0,4М, то нужно смотреть и придумывать что-то другое...
Reynolds 1.000.000 а характерная длинна туненля 50-60 см. атмосферный. думаю что нет не еффектов сжимаемости ни трансзвуковых. режим похоже промерно вдвое энергетический чем у РУ модели.
спасибо, прощитаю и выложу результаты
вот мои первые резултаты. профиль кларк У модифицированный, 30% толщина на 35% хорды. рейнолдс 1000000 М=0.05 режим как в туннеле. как можно поднять Сл? как получу внушимие результаты, прогоню через Флуент
Михайло, если сделаешь кривую в каком-нибудь CAD-формате, то я тебе ее продую ... виртуально.
а 25%-25% не пробовал? конкурсанты между собой общаются? создаются рабочие группы? поищи хорошие глайдерные профили
А профиль обязательно должен быть односвязным? Разрезное крыло имеет Cl значительно больше 2, односвязным профилям такое не светит.
Труба у вас незамкнутая с задним расположением вентиляторов - вроде как ламинарная, но сужение конфузора очень маленькое для такой трубы. Какая степень турбулентности в рабочей части? Если скорости маленькие и турбулентность менее 1%, то имеете шанс поймать ламинарный отрыв, особенно при больших градиентах и тогда прощай большой Сl. Попробуйте приклеить турбулизатор, альфа критическое может вырасти.
А вообще эта задача решается программой оптимизации профилей: найдите быстрый солвер для решения обтекания профилей, например Х-фойл, и прикрутите оптимизационную часть, например метод градиентов для полиномиального задания профиля.
Хотя если время ограничено семестром... Разве что готовый оптимизатор поискать, если повезет... ;)
извините, за тишину. завтра у нас собрание с учителем и всеми группами. отвечаю. времени дано для идеи до конца января. сначало надо на бумаге, потом будем физически продувать. я откопал профиль в "Profili" у которого Cl 2.6, но это наверное глюк х-фойла. но если не успею прооптимизировать, попробую использовать. Я подготовил макро в EXCEL который параметризирует профиль на 16 параметров с помощю кривых Биезера, потом создаёт изначальное население которое записывает в .dat и прогоняет через Х-Фойл. хочу сделать генетический отбор, я так прикинул и вроде компа хватит, могу на работе на выходной оставить. вроде градиент слзожнее найти глобальный мах. а с ген алгоритмом ножно работать в Excel.
у меня следующие вопросы:
как лучше параметризовать профиль?
что лучше? брать алеаторное население или все 2200 профилей из Profili?
пологаться на отрыв на х/c<0.1? так как турбулентность гиганская? так как турбулизатор 3D а можно только 2D, думал сделать гранёный нос и очень шершавый. как вы думаете?
мои солверы Х-фойл, епплер и флуент. буду использовать первые два для отбора, а третий для тонких данных.
кто-нибудь мог бы мне рассказать о влиянии турбулентного перехода на Cl? так как сопротивление не важно и не имеется в виду. гдето я прочитал, что Clmax у профиля тепретически 3.6 ... кто-то знает?
а, есть книга:theory of wing sections. кто нибудь читал такую или отечественный екивалент?
на счот трубы: эта труба это лажа: 2% турб, 40 м/с 1000000 Ре, ни каких измерений по ней не делали. Размеры сужения мизерные, так-что блокаж будет не малый, но это будет потом, надо будет это как-то использовать.
На счёт комманд: каждая за себя.
профиль односвазный
все результаты буду выкладывать как будут появляться
пожалуйста, помогите.
Блин, хоть-бы повезло и произошло как в евробаскете :)
Ну параметры профиля давно известны, но вот при одинаковых параметрах возможны вариации и в этом основная проблема. Кривая дужек вообще говоря произвольная со следющими ограничениями: гладкость кроме точки хвостика, точка перелома (обнуление производной) не более: сверху одна, снизу две. отсутствие самопересечения.
Попробуйте выбрать несколько видов средней линии, а лучше сделайте её с несколькими параметрами (не очень много). Дальше аналогично параметризуем относительную толщину вдоль хорды (вначале она должна быть вертикальна). Ну и классические параметры профиля.
Так хотя бы можно определить корреляцию между параметрами.
Брать больше 100 - а комп потянет?
что такое x/c? И почему все обозначения буржуйские?
Граненый нос - отрыв, шершавый - а смысл?
А крыло в трубе тоже 2D будет?
А вы умеете ловить тонкие эффекты во Флюенте?
Сl - это в какой системе координат? Турбуленитный ПС увеличивает альфа критическое и Сyа соответственно.
Что такое блокаж? Re по какому параметру считается?
У односвязного профиля даже теоретически циркуляция меньше, чем у многосвязного. Попробуйте увеличить кривизну профиля, особенно в хвостике. В точке отрыва при загибе Су по альфа смело гните хвостик профиля еще дальше, можно даже превратить его в толстую заднюю кромку. Главное - максимальная безотрывная зона и скос потока. И будет вам счастье.
Кстати, а что за ВУЗ?
х/с: х горизонтальная ось, а с, хорда. так вместо от от [0,с] координаты [0,1].
нос: надо турбулизировать поток чтобы слой был как можно раньше турбулентный, так как только 2D, надо придумать как турбулизировать без 3D изделий, тут я и подумал о странных формах носа.
2D: Размах крыла 400мм с ушками по сторонам, как на фото.
во флуенте я с помощю гамбита делаю сетку в 30000 узлов и сгущаю около профиля, потом подгоняю модель турбулентности и жду схождения. если есть рекоммендации, пожалуйста напиши, я в этих солверах самоучка.
Про систему координат не сказанно, но конкурс заключается в следующем:
ставим профиль в туннель и надо сделать 2 фото мултиманометра в подходящий момент, потом графически вывести интеграл, тоесть сложить все разници давлений.
Блокаж, не знаю как называть на русском, это еффект в туненлях из-за присутствия стен и сужений. и так как по этому линии тока отличаются от свободной атмосферы, надо корректировать некоторые величины. это происходит перед крылом и после крыла.
термины буржуйские, так как к сожелению не смог учить аеронавтику в россии, так как живу в испании а тут это большая лажа. в основном, мало кому из студентов вообще самолёты интересуют, мало кто знает что такое СУ-27,35 ... я им показал видео где делают супер кобру, студенты ахали а учитель говорил что это аеродинамическая неприличность. такие тут интелигенты, не все конечно, но болшенство.
пожалуйста, обясни последний пункт про загибание по подробнее.
Какой программой можно предсказать где отрыв?
будет возможность сделать предварительные испытания в туннеле, там я попытаюсь установить поведение ПС.
Мой вуз: Высшая университетская школа технической аеронавтической инженерии Мадрида Испания зависит от мадридского политеха www.euita.upm.es (3 года)
Конкурс проходит в школе на против, это высшая инженерия тоесть 6 лет.
www.aero.upm.es
Я так понял х/с = 0,1 это фактически косинус угла атаки? В радианах это будет равно 6 градусов.
Турбулизировать поток можно проще: наклеиваем в передней части крыла ниточку, если профиль большой - тонкую веревочку. Где наклеивать - надо пробовать, попробуйте на 1/5 хорды. Естественно на верхней дужке.
Профиль должен быть гладкий: нужен трубулентный погранслой, а не отрыв потока.
И еще, есть тонкость - если сделать профиль вплотную к стенкам, или просто затруднить перетекание воздуха между стенкой и профилем - измеренная сила резко вырастет в силу запирания потока стенками - то что названо блокаж. Еще Жуковский 100 лет назад с этим столкнулся.
По солверам - это вам в http://sapr2000.ru , там много чего спросить можно.
На мой взгляд 30000 узлов маловато для профиля, увеличьте на порядок. Величина пристенной ячейки считается по параметру у+ вот здесь http://geolab.larc.nasa.gov/APPS/YPlus/
Если считать для конкретной трубы, то надо моделировать эту трубу, хотя бы на 3-5 хорд профиля вперед и 10-15 назад. Но это муторно - сетку переделывать, если технологией деформируемой сетки не владете.
Про систему координат сказанно в учебниках: бывает Cl - связанная с хордой и бывает Cy - связанная с набегающим потоком.
"надо сделать 2 фото мулЬтиманометра в подходящий момент" - фотошоп рулит... ;)
Если серьезно - делаем профиль упирающийся в стенки, ставим его поперек потока и видим бешеный перепад давления, насколько привода трубы хватит. Так что поздравьте преподов с неграмотной постановкой задачи, если ограничение на угол атаки незадано.
Это, приезжайте по обмену в Самару, там даже негров принимают, сам видел! :) И труба там есть приличная - на ней еще Юрьев работал (это тот, кто автомат перекоса у вертолетов придумал).
Ну или поближе, в Тулузу, там все-таки есть специалисты, и неплохие.
"что такое СУ-27,35 ... я им показал видео где делают супер кобру, студенты ахали а учитель говорил что это аеродинамическая неприличность." - они просто не понимают, какие гиганты мысли эту аэродинамику создавали, какая это сложная задача - ведь нормальные компьютерные программы для 3D расчета аэродинамики появились уже ПОСЛЕ создания Су-27. Все результаты продувок в голове обрабатывать приходилось...
пожалуйста, обясни последний пункт про загибание по подробнее. -
загибаем хвостик профиля вниз - увеличиваем циркуляцию и затягиваем отрыв, работает аналогично закрылку. Так как Сх не интересует, то угол наклона верхней дужки профиля в хвосте может быть очень большой, вплоть до 90 градусов. Там все равно отрыв будет, и нужно его использовать для устранения отрыва на верхней поверхности профиля.
Какой программой можно предсказать где отрыв? - флюент с правильной сеткой и моделью турбулентностью предскажет.
будет возможность сделать предварительные испытания в туннеле, там я попытаюсь установить поведение ПС. - поздно будет - почитай теорию, там все достаточно прозрачно на качественном уровне.
Мадрида Испания - Но пасаран! :)
наверное помните этот конкурс о котором два года назад говорил...
короче я победил, но в нечю .. я в одиночку а они в комманде по 8 человек.
значит получилось так:
Ре=1е6, режим странный... толстый профиль слишком мало энергии, от планера не подходит...я взял пример крыла какого-то АН у которого Су=4.2
решился построить генетический алгоритм .. написал его на екселе, работал по следующй схеме:
на одном листе создал генератор геометрии через кривые Безье заданные через контрольные точки: 5 с верху, 5 с низу... задаёшь эти 10 генов и получаешь кривую и 100 её точек для x-foil.
автоматизировал x-foil через макро чтобы задавать ему параметры и геометрию из екселя изпользуя текстовые файлы. хорошо настроил алгоритм отрыва который использует x-foil.
ген. алгоритм рабботает по следующей схеме:
первое пококление генерируется алеаторно, 200 человек.
делаем проход через x-foil. каждому профилю присвоиваем ранкинг -> самый большой Су номер 1, и т.д.
потом генетический отбор: выбираем первые 10 и проводим как есть по 4-5 экземпляров чтобы обеспечить достаточное количество хороших генов
генетический разброс: следующие 20 выбираются алеаторно из остальных и смешиваются между собой обычным усреднением.
остальные алеаторно еволюционируют (алеаторно выбранные гены умножают на алеаторное алеаторно отшкалированное число) и мутируют (алеаторно выбранные гены заменяются на алеаторное число)
после 200 поколений поднял Су от 1.0 до 2.2. комп гонял две недели и я к нему не прикосался.
приделал флап и слат. используя обратный солвер x-foilа доточил распределение давлений.
построил в CATIA скелет сетки для флуента из сплайнов в DXF, зажурналил создание сетки в гамбите чтобы изменяя геометрию в CATIA, комп сам строил сетку и считал (журнал в флуенте). так я довёл распределение давлений и подогнал нужный радиус флапа, слата, угол и геометрию до оптимальных. сетка была 250к елементов построенная в соответствии со всеми рекоммендациями: совпадает с направлением потока, погран-слой тд..
на этом этапе получил следующие
если делать такой острый спойлер как на машинах, разделяю зону вихрей от верхней поверхности, "приклеивая" погран-слой, подёмная максимальная сила резко повышается и угол потери сильно растёт... Слат помогает повернуть воздух под крыло и добавляет 2-5 градусов. Флап резко поднимает подъёмную силу. Получилось что выбор подходящей геометрии этих елементов критически сказывается на Су. Так-же дотачивал интеграл распределения давлений, в основном чтобы было гладко и более менее распределено по хорде равномерно (про возможности).
Получилось что на верхней поверхности крыла, чтобы избежать отрыв, надо оставить плоскую поверхность, без изгиба... тогда слой держится до высоких углов а если оставляю кривизну, когда начинаются проблемы, там п. слой сразу и отрывается. К этому и спойлер... он как бы держит отрыв, так-же изолирует поток впереди от динамических эффектов вихрей которые дестабилизируют погран слой.
Так-же получились что еффективность и максимальная Су сильно взаимосвязанны. а это одобряет мой выбор тонкого профиля.
на нестационарном режиме смог получить 3.1-3.2 на флуенте, но не верил.
добился теоретического Су=3.2
появилась проблрема... труба не правильно отремонтированна и надо профиль в два раза меньше. получается 10мм в перешейке а это мало при 40м/с и профиль из бальсы кроме того нервы на поперёк.
изменили условия конкурса ... надо в два раза уменьшить профиль ... структурально неприёмлимо ... взял на работе обмотал углепластиком M55J для спутников и уже не сломать ... 1.5ГПА..1000€ кв метр. покрасил, прошкурил.. классно получилось, только бальса высохла в автоклаве и появились морщины во всей нижней части до 2мм высоты. ладно, шкуркой снял слои углепластика и приклеил уже готовую панель из другобо углепластика и всё ок. прошкурил всё крыло пока не достиг полной гладкости, покрасил краской с пластиковой тоннельной добавкой и в тоннель
первое испытание:
продули, Су=4.02 все в расплох.. следующий соперник Су= 3.6, 3.2 2.8 унизительное поражение. мне говорят: ты победил...
...но не так быстро ...у одного мудака от профиля в тоннеле оторвался флап и поломал пропеллер. ладно никого не убило, обломки отрикошетило на 15 метров и они воткнулись в стену. Ре упало до 500к-750к и оба наши профиля держались на пределе Ленца и давали похожую силу ... Су=3.5 +/-.
но мой давал качество 20 !!, наклон Су 15 и Сх=0.1 а у них Сх=2 а про качество слов не стоит тратить..
короче результаты такие: ничя на первом месте. Су=3.5 скорость:32м/с.
если бы догнали до 40, было бы позорно кому-то.
есчё прикол.. те которые сделали второй профиль открыто сказали что не знают как он рабботает и почему так много даёт.
Вот оффициальное сообщение. На фотографии мой брат, комманда "Ударник".
так им было досадно, что даже имя не написали.
http://www.aero.upm.es/prensa/archiv...SO%20VUELA.pdf
тут написал кратко. файл за-зипил с некоторым материалом. Всё на испанском, так-что на английский надо перевести с помощю гоогля, еслу чего не понятно, спрашивайте...объясню.
Так-же сохранился весь матерьял. Если что-нибудь интересует, спрашивайте...постараюсь ответить
Ладно хоть часть премии заплатили. Из 2.5к€ дали только 1.5.. да и то добро пожаловать
:cool:
1) Молодец)
2) 1.5 на одного это лучше чем 2.5 на 8-ых )))))
3) забей на то что засудили, ты стал умнее, и в профилях теперь лучше рубишь )))
В аэродинамике я совсем не разбираюсь, но метод работы с точки зрения программиста очень понравился, тем более что достигнут такой высокий результат!!!
:DЦитата:
Сообщение от FW_Korsss
---------- Добавлено в 10:59 ---------- Предыдущее сообщение было написано в 10:54 ----------
спасибо... EXCEL как не странно, очень упростил рабботу. только спредшит громоздкийЦитата:
Сообщение от vormax
Красивая победа, зачет! :)
Насчет генетического алгоритма, такое впечатление что результаты доводок на последующих стадиях совершенно изменили профиль. Т.е. в конце концов был ли смысл с генетикой морочиться?
Т.е. ты вроде начал с профиля "какого-то АН" с Су 4.2, и получил в результате (тоже неплохо ) 4.02. A AH просчитать не пытался?
Тк в конкурсе Сх значения к сожалению не имеет, то ясно что все конкуренты выбрали либо толстые профили либо большой camber. Но не все додумались приклеить закрылки и предкрылки :D
Цитата:
Сообщение от ykcyc
спасибa!
ну ка сказать.. ген. алгоритм сделал своё как алгоритм широкого поиска. другие комманды научились на Фортране писать программы поиска в базе данных... лично я не знаю что они там искали.. притащил программу, Профили, там 24000 профилей. только проблема была в том что Ре=1е6 мало данных и надо было считать за-ново. ген алгоритм мне дал облик характеристик чего мне нужно в отношении к обрыву пограничнего слоя. в X-foil алгоритм который просчитывает обрыв рабботает довольно хорошо. но согласен в том что если бы с самого начала знал какие характерики надо, ген алгоритм не понадобился бы. используя етот алгоритм н эксель написал макро и единственное что задал это Рейнолдс, Мах и турбулетцию, а алгоритм из 200 алеаторно созданных геометрий, дал мне геометрию с Су=2.4 с хорошими характеристиками отрыва. более всего преследовал профиль без хх-крылков потому что логично думать что гладкий профиль без резких геометрий будет всегда эффективней, но сеичас не знаю что думать. наверное должен существивать профиль, который без грубых доработок (флап...) будет давать результат лучше. но для этого надо очень правдоподобно моделировать поток, что дорого. я думаю что ошибку с реальностю которая допускается при моделировании как-раз можно компенсировать такими грубыми мерами как приделывать флап. так-же я заметил что чем толще задняя часть профиля, больше подёмная сила(в xfoil), потянул за нитку и получил обычный профиль с закрылками и предкрылками. другие комманды пробовали какие-то турбулизаторы (утверждали что поднимал Су с 2.8624 до 2.913 !!! во у нас какие питонисы, турбуленция 2% а точность анализа 1е-3.
так-же другие приделали флап "Гурнел" в форме рейки 2мм на 2мм на протяжении всего профиля, но улучшило Су на 0.2
одна из комманд скопировала мою идею и после того как их профиль сломался, они сделали очень похожий на мой. такие тут умники. только у них получился очень плохие результаты и чтобы скандал не поднимать (вроде нагло копировать дизайн среди соревнования у победителя) дело забыли. другие приделали железную пластинку как флап и загибали её плосками перед продувом.
у других, профиль как сперматозоид... думали прикол, а оказывается пытались создать рециркулятивный пузырь !!! который делал "горб" на кривой Су. только у них этот горб низко получился, между 1.1 и 2.3 (макс 2.6)примерно, но за-то красивая кривая у них получилась, если бы по-выше, вполне выйграли бы.
постараюсь все графики конкурса выложыть, там на компе в школе хранятся.