【气动学】基于涡格法实现气动力计算附Matlab代码

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❤️ 内容介绍

在飞机设计和工程中，气动力计算是非常重要的一项任务。通过计算飞机在空气中的气动力，可以评估飞机的飞行性能、稳定性和操纵性，为飞机的设计和改进提供有力的支持。

涡格法是一种常用的数值计算方法，被广泛应用于气动力计算中。它基于流体力学原理，通过将流场分割成小的单元格，并在每个单元格中计算流体的运动和力学特性，从而得到整个流场的气动力。

涡格法的核心思想是将流体的运动和力学特性用离散的涡格表示。涡格是一个小的控制体，它包含了流体的速度、压力和密度等信息。通过在每个涡格中计算流体的运动和力学特性，可以得到整个流场的气动力。

涡格法的优点是可以处理复杂的流动问题，适用于各种不同的飞机和流场。它可以考虑流体的不可压缩性、粘性和湍流等特性，能够准确地模拟飞机在真实流场中的气动力。

涡格法的实现过程包括以下几个步骤：

1. 网格生成：首先需要生成一个适合计算的网格。网格的划分应该考虑到流场的几何形状和边界条件，以及计算的精度要求。常用的网格生成方法包括结构化网格和非结构化网格。

2. 边界条件设置：在计算中，需要为流场的边界设置适当的条件。这些条件可以是速度、压力或涡强度等。边界条件的设置对计算结果有重要影响，需要根据实际情况进行合理选择。

3. 流场求解：通过在每个涡格中计算流体的运动和力学特性，可以得到整个流场的气动力。流场求解的过程涉及到对流方程、涡强度方程和能量方程的求解，需要借助数值方法和计算机模拟技术。

4. 气动力计算：在得到整个流场的气动力后，可以对飞机的气动力进行计算和分析。气动力包括升力、阻力、侧向力和力矩等，它们对飞机的性能和操纵性有重要影响。

涡格法的实现需要高度的数学和物理知识，以及计算机模拟和编程技术。它是一项复杂而繁琐的任务，需要专业的工程师和科研人员进行深入研究和应用。

总之，涡格法是一种重要的气动力计算方法，可以为飞机设计和工程提供有力的支持。通过准确计算飞机的气动力，可以评估飞机的飞行性能和稳定性，为飞机的设计和改进提供重要的参考。随着计算机技术的不断发展，涡格法将会在飞机设计和工程中发挥越来越重要的作用。

🔥核心代码

function [T,qi]=qiujie(XZ,X1,X2,Z1,Z2,u)
qi=0; T(2*u*u,2*u*u)=0; for k=1:1:u for q=1:1:2*u for i=1:1:u for j=1:1:2*u
a=1/((X2(i,j)-XZ(k,q,1))*(Z1(i,j)-XZ(k,q,2))-(X1(i,j)-XZ(k,q,1))*(Z2(i,j)-XZ(k,q,2))); b=(((X2(i,j)-X1(i,j))*(X1(i,j)-XZ(k,q,1))+(Z2(i,j)-Z1(i,j))*(Z1(i,j)-XZ(k,q,2)))/((X1(i,j)-XZ(k,q,1))^2+(Z1(i,j)-XZ(k,q,2))^2)^0.5-((X2(i,j)-X1(i,j))*(X2(i,j)-XZ(k,q,1))+(Z2(i,j)-Z1(i,j))*(Z2(i,j)-XZ(k,q,2)))/((X2(i,j)-XZ(k,q,1))^2+(Z2(i,j)-XZ(k,q,2))^2)^0.5); c=1/(Z1(i,j)-XZ(k,q,2))*(1-(X1(i,j)-XZ(k,q,1))/((X1(i,j)-XZ(k,q,1))^2+(Z1(i,j)-XZ(k,q,2))^2)^0.5); d=1/(Z2(i,j)-XZ(k,q,2))*(1-(X2(i,j)-XZ(k,q,1))/((X2(i,j)-XZ(k,q,1))^2+(Z2(i,j)-XZ(k,q,2))^2)^0.5); m=a*b+c-d; if m==Inf m=1000; qi=qi+1; elseif m==-Inf m=-1000; qi=qi+1; elseif m>-1000000 & m<1000000 m=m; else m=0; qi=qi+1; end T((k-1)*2*u+q,(i-1)*2*u+j)=m;
end end end endend




❤️ 运行结果

⛄ 参考文献

[1] 林炳秋,毛鸿羽.战术弹亚声速纵横向非线性气动力计算研究[J].空气动力学学报, 1999.DOI:CNKI:SUN:KQDX.0.1999-01-015.

[2] 林炳秋,毛鸿羽.战术导弹亚声速纵横向非线性气动力计算研究[J].空气动力学学报, 1999, 17(1):105-110.DOI:10.3969/j.issn.0258-1825.1999.01.016.

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