CFD气动分析

必须首先考虑空气动力学CFD分析原理，以有效地提高赛车或自行车的效率。本文将为您提供大量详细信息，在计算环境中模拟您的汽车。

CFD气动分析

CFD空气动力学分析是空气在物体周围流动的方式。的空气动力学的规则解释了飞机是如何飞行的。任何在空气中运动的东西都受空气动力学的影响。从发射台发射的火箭和空中的风筝受到空气动力学的影响。空气动力学甚至作用于汽车，因为汽车周围的空气流动。

空气动力学的介绍

空气动力学是一个常见的应用计算流体动力学。CFD气动分析允许的稳态和瞬态空气动力学暖通空调系统，车辆，飞机，建筑物，结构，机翼和旋翼，以极高的精度计算。系统质量流量、压降和流体等特性除了尾流效应外，还可以很容易地计算出升力、阻力和俯仰力矩等动态力。这些数据可以直接用于设计目的，也可以作为详细应力分析的输入。

CFD气动分析提供进行全面，自动化，多点优化设计的能力。这个过程允许工程师自动优化设计对给定的一组性能参数，并可用于最小化阻力，或最大化质量流量或升力给定的目标。

亚音速空气动力学

在亚音速空气动力学问题中，所有的流动速度都小于声速。这类问题包括几乎所有的内部空气动力学问题，以及通用航空飞机、模型飞机和汽车的外部空气动力学问题。

在解决亚音速问题时，空气动力学家要做的一个决定是是否考虑压缩性的影响。可压缩性是对问题中密度变化量的描述。当压缩性对溶液的影响很小时，空气动力学家可以选择假设密度为常数。这是一个不可压缩的问题。当密度允许变化时，这个问题被称为可压缩问题。在空气中，压缩性马赫数在流动中的影响可以忽略不计不超过0.3。在0.3以上时，问题应采用可压缩空气动力学解决。

跨声速空气动力学

跨声速气动问题是指同时存在超声速和亚声速流动的问题。正常情况下这个术语只用于特征马赫数非常接近于1的问题。

跨声速流动以激波和膨胀波为特征。激波或膨胀波是流动性质发生很大变化的区域。事实上，这些性质变化得如此之快，以至于它们在波上几乎是不连续的。激波前面的流动是超音速的;激波后面的气流是亚音速的。

跨音速问题可以说是最难解决的。亚音速和超声速下的流动表现非常不同，因此涉及这两种类型的问题比纯亚音速或纯超音速流动的问题要复杂得多。

超音速空气动力学

超声速空气动力学问题涉及的流动速度大于声速。计算协和式飞机的升力可以作为超音速空气动力学问题的一个例子。

超声速流动与亚声速流动有很大不同。声速可以被认为是“信息”在流动中传播的最快速度。以亚音速传播的气体在撞击物体之前会在物体周围转移，可以说它“知道”物体在那里。当空气以超音速飞行时，它不能在物体周围转移。它继续沿直线运动，直到达到激波并减速到亚音速。在数学上，超声速流动用双曲型偏微分方程描述，亚声速流动用椭圆型偏微分方程描述。

超声速和亚声速流动的另一个不同的例子是收敛管道(在亚声速流动中称为喷嘴，在超声速流动中称为扩散器)中的行为。收敛管道中的亚声速流动加速，超声速流动减速。

高超声速空气动力学

高超声速空气动力学的特征是黏性相互作用现象，即流动的黏性显著影响外部流动，包括激波。弯曲的激波在化学上改变了周围的空气或气体，产生了部分电离等离子体由于它们的高温(部分原因是由于身体的显著气动加热)。“高超音速”通常被认为是指5马赫或更快的飞机速度区域;然而，一些高超声速现象可以在低至3马赫的速度下存在(取决于飞机和环境)。

CFD气动分析的典型应用包括:

• 建筑和结构风荷载
• 涡旋脱落
• 外部车辆空气动力学
• 风扇，机翼和转子设计
• 暖通空调的应用
• 空气粒子传输