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基于单向流固耦合的不同攻角下奥运会帆板帆翼空气动力特性数值模拟 被引量：4
1
作者 贺阳映 马勇 +1 位作者 张松 蔺世杰 《中国体育科技》 CSSCI 北大核心 2021年第1期81-91,共11页
目的:探讨奥运会级别Neil Pryde RS:X帆板帆翼空气动力性能随攻角变化的规律,为帆板运动员合理调整帆翼攻角提供指导。方法:通过求解雷诺时均方程(Reynolds Averaged Navier-Stokes Equations,RANSE),基于单向流固耦合对风速为6 m/s、... 目的:探讨奥运会级别Neil Pryde RS:X帆板帆翼空气动力性能随攻角变化的规律,为帆板运动员合理调整帆翼攻角提供指导。方法:通过求解雷诺时均方程(Reynolds Averaged Navier-Stokes Equations,RANSE),基于单向流固耦合对风速为6 m/s、攻角为20°~50°及80°~100°、间隔为5°时的工况进行数值仿真,获取帆板帆翼单向流固耦合时粘性流场、结构场的变化情况。结果:攻角为20°~25°时帆翼升力系数随攻角的增加而增加;超过25°后,升力系数逐渐减小,帆翼失速角处于25°附近;当攻角>90°时,随着攻角的继续增加,升力系数和阻力系数均随攻角的增加而增大。帆翼最大变形发生在帆顶角处,迎风航段攻角为20°~25°时,最大变形量随攻角逐渐增大,且增大幅度较为明显;当攻角达到失速角之后,攻角继续增大时,帆翼最大变形仍继续增加,但幅度变小。顺风航段攻角<90°时,随着攻角的增加,帆翼的最大变形量减小;攻角>90°时,最大变形与之前相比有明显增大。帆翼表面存在应力集中的现象,桅杆顶端与帆上角连接处等效应力的数值最大,应力分布最为集中,帆翼后帆边也存在较大的等效应力,而桅杆中下部以及帆翼底部等效应力较小,帆板帆翼的主要受风区域位于桅杆中上部,后帆边的中下部,以及两者之间的区域。结论:帆翼的失速角位于25°附近,迎风及横风航段最佳攻角为20°左右,顺风航段应尽量减小攻角;帆翼的最大变形发生在帆顶角处,帆面存在等效应力集中现象。 展开更多
关键词 neil pryde rs:x 单向流固耦合 攻角 升力 阻力
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不同风速下Neil Pryde RS:X级别帆板帆翼空气动力性能单/双向流固耦合对比 被引量：5
2
作者 雷晓珊 马勇 蔺世杰 《中国体育科技》 CSSCI 北大核心 2019年第9期47-51,83,共6页
目的:分析奥运女子级别的Neil Pryde RS:X帆板帆翼结构以及周围流场耦合特点,探究不同风速下该级别帆板帆翼空气动力性能。方法:基于ANSYS Workbench中System Coupling耦合Mechanical和Fluent模块,应用弹簧光顺和局部网格重构的动网格技... 目的:分析奥运女子级别的Neil Pryde RS:X帆板帆翼结构以及周围流场耦合特点,探究不同风速下该级别帆板帆翼空气动力性能。方法:基于ANSYS Workbench中System Coupling耦合Mechanical和Fluent模块,应用弹簧光顺和局部网格重构的动网格技术,进行帆翼的单/双向流固耦合,得到6种风况下的帆翼气动力、表面压力、变形及应变特征。结果:流固耦合效应对帆翼的升力和阻力产生不同程度的影响,考虑流固耦合效应的仿真方法对帆翼空气动力预测更加准确,有利于帆板操纵性的准确控制;单/双向耦合下帆翼最大应变处都在桅杆上部附近和尾缘中部到下部,双向流固耦合计算得到的帆翼的应力值略大,随着风速增加,两者的差值逐渐变大。结论:研究帆翼空气动力性能时,流固耦合效应不可忽略,双向流固耦合数值计算得到的应变更符合帆翼实际的变形情况。 展开更多
关键词 neil pryde rs:x级别帆板帆翼 风速 单/双向耦合 空气动力性能
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