文档介绍：第 39卷
第 5期航空计算技术 Vo .l 39 N o. 5
2009年 9月 A puting T echn ique Sep. 2009
FLUENT软件的二次开发及其在火箭气动计算中的应用
肖
虹 1, 高
超 1, 党云卿 1, 杨
勇 2, 王国辉 3
( 1. 西北工业大学翼型叶栅国防科技重点实验室, 陕西西安 710072; 2. 航空计算技术研究所,
陕西西安 710072; 3. 中国运载火箭技术研究院, 北京 100076)
摘
要: 针对火箭设计过程中的气动特性计算, 在计算流体力学软件 FLUENT 的基础上进行二次开
发, 从后台启动 FLUENT 进程, 生成参数文件, 采用批处理功能自动控制计算过程, 减少用户工作
量, 极大地提高了设计效率。以两种不同的火箭构型为例, 计算了在攻角
= 4
, M a= 0. 4, 0. 6, 0. 8,
1. 0, 1. 2, 2. 0, 4. 0, 6. 0状态下的气动特性。给出了火箭升力系数、压心系数和阻力系数随马赫数的
变化规律。计算结果与实验数据吻合良好, 精度满足设计要求, 计算的气动数据可以为火箭的初步
设计提供参考和依据。
关键词: FLU ENT 二次开发; 火箭数值模拟; 计算流体力学
中图分类号: V 411. 3; T P311. 52
文献标识码: A
文章编号: 1671
654X ( 2009) 05
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引言批处理可以不受干扰、按一定的顺序执行多任务,
气动特性计算是火箭设计过程中非常重要的一个使用需要任务提交的公共计算资源, 在处理单元数目
很大的任务时减少内存使用。
环节, 其精度将直接影响到弹道计算、总体参数验证、
[ 1] 软件的文本用户界面采用
结构强度校核和可靠性分析等后续工作的结果。本 FLUENT ( TU I) Schem e
语言编写, 不仅可以控制所有的面板参数设置, 而且可
文针对火箭设计过程中的气动特性计算, 在计算流体
以显示解算器中的隐藏属性。 TU I和 Schem e语言可
力学商业软件 FLUENT的基础上进行二次开发。整个
以通过以下方法执行: 1)在 FLUENT 的控制窗口中输
过程主要由三部分组成: 首先对火箭外形进行几何建
入命令; 2)读入包含一系列命令的文件[ 2- 3] 。
模和网格离散; 其次根据火箭构型不同设定边界条件,
本文中采用第二种方式通过周期轮询来实现流程
形成计算参数文件, 后台启动 FLUENT, 自动读入网格
化和自动化的过程流程图如图所示。针对不同构
文件和参数文件, 开始气动特性计算; 最后对得到的气, 1
动数据进行修正和处理得到用户需要结果。型, 不同马赫数, 不同攻角的计算状态生成适合该状态
的参数文件, 然后在后台启动 FLUENT, 读入参数模板
文件和网格文件进行计算。多个计算状态按一定次序
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在 VC + + 环境下 FLUENT软件的二次开发
依次执行, 实现自动计算功能。对计算结果的保存、提
1. 1
参数文件化
取和处理也是自动化的过程, 大大减少了用户的工作
FLUENT软件包含多种计算模型, 可