◆FSI Analysis in
Aerodynamics Applications
空
気力学アプリケーションのFSI解析
エアロフォイル周りの流体についての典型的な解析では、エアロフォイ
ルは剛体であり、そのため形状や位置は変化しないと仮定されます。しかし、流体と構造の連成解析を利用すると、構造変形の効果も空気力学的圧力分布の計算
に含まれます。
我々は今回のニュースで、流体を表すためにFCBI-C要素を、翼のモデル化には4節点平面ひずみアイソビーム要素を使ったNACA0012翼型の2-D流体構造完全連成解析を紹介します。翼の縦方向のフレキシビリティは垂直方向のバネと回転バネを使ってモデル化しました。定常状態、レイノルズ数2.1×106、水平からの流体の方向ａ=0°として解析実行されました。概要図は以下のFigure 1 に示されています。
Figure
1. FSI解析を用いたフレキシブルウィングモデル（翼のフレキシブルなシェル構造を含む）概要図
Figure 2
は、翼がフレキシブルな時のエアロフォイルの垂直方向
の変位と回転を示しています。Figure 3
は、翼を最初は剛体、そして次にフレキシブルと仮定してADINAで計算されたエアロフォイル表面の圧力係数
を示しています。ａ=0°、翼を剛体と仮定した時の実測結果は、リファレンス1を参照しています。Figure
4 は、圧力コンターの詳細を表しています。
この解析結果の実例によって、空気力学的な流体構
造連成の問題が
ADINAを使って解析できるということが示されました。
Figure
2. エアロフォイルの回転及び水平方向の変位、変位を20倍に拡大表示
（元の構造が赤、変形した構造を青で示してあります）
Figure
3. エアロフォイル表面周りの圧力係数Cp
Figure
4.
エアロフォイル、フレキシブルウィング周りの圧力コンター
Ref. 1
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Y.
Li, J. Wang and
P. Zhang, "Effects of Gurney Flaps on a NACA0012 Airfoil", Flow
Turbulence and Combustion, 68: 27-39, 2002. |
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