抗力係数がマイナスになるケース

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space09

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Oct 6, 2011, 2:52:45 AM10/6/11
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初めまして、私はOpenFOAM-2.0.1を用いて航空機の解析をしている学生です。

F18のような航空機モデルをいくつかのパターンで解析を行っているのですが、あるパターンの時、抗力係数の値がマイナスになってしまいます。
foresの値を見ても、抗力となるはずの流体の流れ方向の力が、推力方向の力になっています。
現実的に抗力係数がマイナス値になることはありえないように思うのですが、多くの意見を参考にしたいのでよろしくお願いします。

解析の条件や何を想定して解析を行ったかは次の通りです。

<想定した状況>
時速50km/h(13.888889m/s)で飛行中にyawが15度ついた時
→機体は水平飛行状態のポジションで、機体ななめ前方15度から風が来ているイメージで流速を設定し解析

<解析条件>
解析対象:F18のような航空機モデル
解析ツール:OpenFOAM-2.0.1
解析ソルバ:simpleFoamのspalart allmaras

流速Uについて:inletとoutletが(13.415636 0 3.594709)[m/s]
流速のスカラー:magUInf=13.888889[m/s]
流体(気体)の密度:rhoInf=1.225[kg/m^3]
代表長さ(機体全長):lRef=3.05[m]
前方投影面積:Aref=0.347[m^2]

抗力の発生方向の指定:dragDir=(0.965925826 0 -0.258819045)※流れ方向

<解析結果>
Cd=-0.1021746


説明がわかりにくくてすみません。
まだ考察に必要な材料が抜けているかもしれませんが、よろしくお願いします。

waku

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Oct 6, 2011, 4:33:38 AM10/6/11
to OpenFOAM
wakuと申します。

最近、似たことをやってますので反応しますが、座標系の設定と抗力の向きの整合性はどうなっていますでしょうか。

流速Uについて:inletとoutletが(13.415636 0 3.594709)[m/s] とありますが、
機体進行方向がx軸の負方向、機体鉛直方向がz軸の正方向とすると、やや下から風を受けている条件になります。
(YawではなくPitchng?)

一方で、抗力の発生方向の指定:dragDir=(0.965925826 0 -0.258819045)とすると
圧力、粘性応力の機体表面積分合成ベクトルの、この単位ベクトルへの投影が抗力と計算されるので、
向きが違うような気がします。
dragDir=(1 0 0)で良いような.....。

# 当方の理解不足による勘違いでしたらすみません。

space09

unread,
Oct 7, 2011, 12:34:34 AM10/7/11
to OpenFOAM
機体に対する軸のとり方を表記していませんでした、すみません。
機体進行方向がx軸の負方向、機体鉛直方向がy軸の正方向でとっています。

実は抗力の考え方がよくわかっていません。
抗力というのは、
機体が進む方向とは逆向きに発生する力(つまり流れ方向の力)なのか、
流れの向きに関わらず機体後方に向かって発生する力なのか、
そもそもこのような考え方ではないのか、
よく分かりません。

アドバイスいただけると幸いです。
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