请教各种系数的定义及其作用



  • 作为非力学专业人员,我采用openfoam平台进行实验,但是不清楚压力系数,摩阻系数,升力系数等详细定义及其作用,从而无法编程实现,请大牛指点。以二维翼型为例,解释压力系数Cp,摩阻系数Cf,阻力系数Cd,升力系数Cl,力矩系数Cm,法向力系数Cn等,拜谢!



  • @earthGavin
    各个学科内的研究点不一样。比如多相流中各种力的系数通常要和雷诺数联系起来编程计算。有些空气动力学问题却反过来计算系数比如这个帖子:http://cfd-china.com/topic/664/cd计算不准的问题-les-re3900-三维圆柱绕流-pisofoam
    从你的描述来看,你需要这些系数的定义,应该不是要后处理得出这些系数。所以如果你要在计算中调用这些系数,以Cd为例子,通常Cd和Re有关。例如著名的Schiller Naumann Cd公式认为当Re小于1000的时候,Cd约等于雷诺数的n次方。

    在程序内部,首先通过属性计算Re,然后计算Cd,然后调用曳力。

    关于从CFD结果倒推Cd的描述。也可以看Wikki的介绍:https://en.wikipedia.org/wiki/Lift_coefficient 大体就是从力和面积后处理出来各种系数。
    @random_ran 或许会给你更详细的解释。


  • 版主

    如果能提供更详细的实验意图或许大家能给你更精准的回答。这些空气动力学系数的定义在维基上就能找到详细的说明(压力系数Cp摩阻系数Cf阻力系数Cd升力系数Cl力矩系数Cm法向力系数Cn)。

    如果你是要自己编程是可以的,输出研究对象的表面压力分布,积分一下就可以得到力的分布,然后那些系数就可以求出。作为例子,你可以参考这篇教程求一下Cd。

    另外,我觉得你可能是对这些系数的数值更感兴趣,而不是编程计算这些数据。

    在OpenFOAM V4.1摩托车教程里面, 有如何用内置的代码计算这些系数。
    $FOAM_TUTORIALS/incompressible/pisoFoam/les/motorBike

    这些系数,最开始都是在实验室力测得(pressure taps, hotwire, force moment sensor, PIV)。最近这些年,随着计算能力的增强,数值模拟也能得到和实验测得的非常接近的结果。

    我的那篇帖子,只计算了 Cd 和 Cl, 对象就是一个简单的圆柱体。里面也添加了对力的监控,供你参考。



  • @李东岳 谢谢李老师,我的本意是想知道这些系数在空气动力学里的求法,从而编写后处理程序实现,现在差不多明白了



  • @random_ran 谢谢,很有帮助,祝好


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