ONERA M6 Transonic Wing

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1. 개요

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본 예제는 밀도기반 솔버를 사용하는 정상상태 압축성 유동해석 예제이다. ONERA M6 wing의 validation 문제로 아래 사이트의 계산 조건을 사용한다.

https://www.grc.nasa.gov/WWW/wind/valid/m6wing/m6wing.html

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날개의 span 방향 각 섹션의 압력계수

격자는 정렬격자로 만들어진 격자를 OpenFOAM으로 변환한 것을 사용한다.

계산 조건은 다음과 같다.

  • solver : TSLAeroFoam
  • 난류모델 : kOmegaSST
  • 마하수 : 0.8395
  • 받음각 : 3.06 degree
  • 원방경계 압력 : 315979 Pa
  • 원방경계 온도 : 255.56 K
  • 난류 조건 : k=2.714, $\omega$=131360

2. 프로그램의 구동

프로그램 실행 후 launcher에서 ‘New’를 선택한다. ‘Solver Type’은 Density-based를, ‘Multiphase Model’은 None, ‘Species’는 Not Include를 선택한다.


launcher 설정

3. 격자

격자는 주어진 polyMesh 폴더를 사용한다. 상단 메뉴에서 File - Load Mesh - OpenFOAM을 순서대로 클릭하고 polyMesh 폴더를 선택한다.


4. General

Operating Conditions에 0을 입력한다.

5. Models

난류 모델은 $SST k - \omega$ 모델을 선택한다.

6. Materials

Density는 Perfect Gas, Viscosity는 Sutherland를 선택한다. 나머지는 디폴트 조건을 사용한다.

7. Boundary Conditions

경계조건은 다음과 같이 설정한다.

  • Wall-wing-1, Wall-wing-2
    • Wall - No slip, adiabatic
  • sym-1, sym-2, sym-3, sym-4
    • symmetry
  • inlet-1, inlet-2, outer-1, outer-2, outlet-1, outlet-2
    • Far-Field Riemann
    • Flow Direction : 받음각 3.06에 해당하는 방향, (0.998574, 0.053382, 0)
    • Mach Number : 0.8395
    • Static Pressure : 315980
    • Static Temperature : 255.56
    • Turbulence : k and omega(k = 2.714, omega = 131360)


farfield Riemann 경계조건

8. Numerical Conditions

Formulation은 Implicit, Flux Type은 Roe-FDS를 사용한다. Entropy Fix Coefficient는 0.5를 사용한다.

Discretization Schemes에서 Flow와 Turbulence 모두 Second Order Upwind를 사용한다.

Convergence Criteria에서 Density의 값을 1e-5으로 설정한다

나머지는 모두 디폴트를 사용한다.


수치해석 조건

9. Monitors

Add - Forces를 선택하고 다음과 같이 설정한다.

  • Lift Direction : (-0.053382, 0.998574, 0)
  • Drag Direction : (0.998574, 0.053382, 0)
  • Boundaries : wall-wing-1, wall-wing-2

10. Initialization

초기조건은 다음과 같이 설정한다.

  • Velocity : (268.647, 14.361, 0)
  • Pressure : 315980
  • Temperature : 255.56
  • Turbulence
    • Scale of Velocity : 269.031
    • Turbulent Intensity : 0.1
    • Turbulent Viscosity Ratio : 1

11. Run Conditions

‘Run Conditions’는 다음과 같이 설정한다.

  • Number of Iterations : 3000
  • Courant Number : 1000
  • Save Interval : 500

12. Run

Start Calculation을 누르면 계산이 시작된다.


Residual 그래프

13. 후처리

External tools의 paraview 버튼을 클릭하여 paraview를 실행하고 압력을 선택하면 다음과 같은 분포를 확인할 수 있다.


압력 분포