MGAERO简介

MGAERO简介 

1990年开发 

获美国FAA认证

基本特点 

• 欧拉方程亚、跨、超音速气动计算 

• 任意三维复杂外形 

• 局部加密均匀直网格 

• 多网格求解技术 

• 粘性边界层修正 

Slide serial no 2 

© 1999 ATE Beijing Office

计算过程 

截面数据 

CAD数据 

(IGES,ACIS) 

数据文件 

求解文件 

MGPREP MGSOLV OMNI3D 

SPIN 

几何输入几何、网格处理求解后处理 



几何定义 

两种基本方式 

• 现有CAD造型导入 

UG,Pro/E,CATIA,CADDS,Euclid,Prasolids 

• 截面数据 

轴向、弦向、水平、任意截面 



最重要的特点:几何组装 

• 部件或零件级控制 

• 部件或零件的完全参数化 

• 重叠式装配 









卡 

片 1 

卡 

片 2 

卡 

片 3 

部件或零件级控制 

BF:BODY 

BODY.SYM=1 

POINTS.PER.SECTION=31 

0.00025876 COORDINATE.SCALE=.1 

.00000000 -1.00000000 

…… 

381.91110 

COPY.SECTION=1 141.92830 

WF1:WING 


SHIFT.X=1521.05549 SHIFT.Z=0. 

100.0 COORDINATE.SCALE=199.92792 

.99776290 .00000000 

…… 

900.0 GENERATE.SECTIONS=40 

COPY.SECTION=1 111.75 44.22229 0.0 

P1:PYLON 


SHIFT.X=3043.1499 


.99999960 .00000000 

…… 


COPY.SECTION=1 125.0 138.3088 0.0 









部件或零件的完全参数化 

卡 

片 2 

WF1:WING 


SHIFT.X=1521.05549 SHIFT.Z=0. 

ROTATION=20. 1600. 0. 0. 1600. 0. 100. 


.99776290 .00000000 

…… 


COPY.SECTION=1 111.75 44.22229 0.0 

展长参数后掠、上反参数 


© 1999 ATE Beijing Office 

位置参数 

旋转参数 

弦长参数







重叠式装配 

• 无需关注几何求交 

• 无需布尔运算 







• 最大限度简化了 

复杂外形定义工作 



网格 

• 基本特点:均匀直网格 

• 三种网格 

正方网格旋转网格剪切网格 

通用用于机翼前缘用于机翼前缘 



网格定义 

• 九个参数 

– 原点坐标 

– 长、宽、高 

– 各边网格数 



网格局部加密 



优点 

• 简单 

– 免除了贴体网格生成的许多问题 

– 网格生成难易不再严重依赖于几何 

• 节省内存资源 

• 得到二阶求解精度 



求解 

• 在求解文件中直接指定飞行条件,如马 

赫数、攻角、侧滑角 

Calt rocket at Mach 0.8, Alpha 4 (level 7) 

BEGIN CONTROL DATA 

MACH = 0.8 

ALPHA = 4.00 

CL.CONVERGENCE = 0.0001 

RESIDUAL.CONVERGENCE = 1.2 

RESIDUAL.SMOOTH.1 = 0.0 

RESIDUAL.SMOOTH.3 = 0.0 

CYCLE.SAVE.RESTART=20 

END CONTROL DATA 



求解方法:多网格算法 

• 误差频率与网格尺度有关 

• 多网格算法:在不同尺度的 

网格上迭代求解 

• 结果:同时削减低频和高频 

误差 

• 优点:求解速度大幅度提高 



计算时间(小时) 

求解 

6.0 

4.5 

3.0 

1.5 

0.0 

50 100 150 200 

网格数(万) 

SGI R5000 工作站 

无粘计算 

无粘计算 + 粘性修正 



后处理 

• 文本结果显示——Panel气动参数 

BODY NUMBER 1 

SECTION 1 

PANELS STATION WETTED AREA REFCHORD REFAREA 

30 0.1979E-02 0.1145E-01 0.3653E-02 0.8814E+01 

CFX CFY CFZ CMX CMY CMZ 

0.1192E-02 -.3986E-04 0.8372E-06 -.5776E-10 -.5416E-03 -.2579E-01 

CD CDC CSFD CL CLC 

0.1189E-02 0.1628E+01 0.0000E+00 -.8233E-04 -.1127E+00 



后处理 

• 文本结果显示——部件或零件气动参数 

BODY NUMBER 1 

LIFT AND MOMENT FOR PANEL SET 1 (PANELS 1- 3930) 

SECTION (NOTE: 1THE 

COEFFICIENTS HERE DO NOT INCLUDE THE IMAGE SET FOR 

GEOMETRY.SYM = 0.0.) 


30 FORCE AND 0.1979E-02 MOMENT 0.1145E-01 IN WIND AXIS 0.3653E-02 SYSTEM 0.8814E+01 

CFX CD CFY CS CFZ CL CMX CMY CMZ CMZ CSFD 

0.1192E-02 0.25848 -.3986E-04 0.69584 0.94378E-01 0.8372E-06 0.46562E-01 -.5776E-10 -0.14972E-01 -.5416E-03 0.66587 -.2579E-01 0.00000E+00 


0.1189E-02 IN BODY AXIS 0.1628E+01 SYSTEM/ 0.0000E+00 -.8233E-04 -.1127E+00 

CFX CFY CFZ CMX CMY CMZ 

0.25127 0.69584 0.11218 0.31464E-08 -0.14972E-01 0.66749 



后处理 

• 文本结果显示——总气动参数 

BODY NUMBER 1 

LIFT AND MOMENT FOR PANEL SET 1 (PANELS 1- 3930) 

SECTION (NOTE: 1 

TOTAL THE LIFT COEFFICIENTS AND MOMENT HERE FOR DO COMPLETE NOT INCLUDE CONFIGURATION 

THE IMAGE SET FOR 

GEOMETRY.SYM (NOTE: THE COEFFICIENTS = 0.0.) HERE DO NOT INCLUDE THE IMAGE SET FOR 


GEOMETRY.SYM = 0.0.) 

30 FORCE AND 0.1979E-02 MOMENT 0.1145E-01 IN WIND AXIS 0.3653E-02 SYSTEM 0.8814E+01 

CFX CD CFY CS CFZ CL CMX CMY CMZ CMZ 

FORCE AND MOMENT IN WIND AXIS SYSTEM 

CSFD 

0.1192E-02 0.25848 -.3986E-04 0.69584 0.94378E-01 0.8372E-06 0.46562E-01 -.5776E-10 -0.14972E-01 -.5416E-03 0.66587 -.2579E-01 

CD CS CL CMX CMY CMZ CSFD 0.00000E+00 


0.80092E-01 1.3095 0.63971 0.33823 -0.49962 1.7451 0.00000E+00 

0.1189E-02 IN BODY AXIS 0.1628E+01 SYSTEM/ 0.0000E+00 -.8233E-04 -.1127E+00 

IN CFX BODY AXIS CFY SYSTEM/ CFZ CMX CMY CMZ 

0.25127 CFX 0.69584 CFY 0.11218 CFZ 0.31464E-08 CMX -0.14972E-01 CMY 0.66749 CMZ 

0.57718E-01 1.3095 0.64211 0.27712 -0.49962 1.7559 



后处理图形结果显示 



后处理表面等值线 



后处理速度矢量 



后处理速度矢量 



后处理流线 



后处理尾迹 



后处理二维截面云图 















后处理各种坐标曲线图 












后处理试验数据和计算结果对比 



后处理动画 



后处理流场参数探针 



应用方式1:气动元件库 

• 从气动元件库组装外形 

外形生成方便迅捷 

– 部件或零件级控制 

外形的控制和修改能力更强 

– 部件或零件的完全参数化 

可维持一个最小的单位尺寸元件库 

– 布尔组装 

无须关注相交细节,组装过程大为简化 



应用方式1:气动元件库 

机翼挂架发动机机身 



应用方式2:外形修改与优化 


外形的控制和修改能力更强 


修改简单 

• 布尔组装 

无须关注相交细节 

• 网格不依赖于几何 

修改外形后无需修改网格 




• 机翼整体缩放 WING1:WING 


COMPONENT.SCALE=1.0 

SHIFT.X=50.77 

SHIFT.Z=0.0 

ROTATION=52. 0.0 0.0 52. 0.0 10. 

4.222 

COORDINATE.SCALE=2.603 

1.000000 .000000 

…... 

1.000000 .000000 

5.725 

GENERATE.SECTIONS = 50 

COPY.SECTION = 1 1.1 1.503 0.0 




• 翼根弦长 

WING1:WING 



SHIFT.X=50.77 

SHIFT.Z=0.0 

ROTATION=52. 0.0 0.0 52. 0.0 10. 

4.222 


1.000000 .000000 

…... 

1.000000 .000000 

5.725 


COPY.SECTION = 1 1.1 1.503 0.0 




• 翼尖弦长 WING1:WING 



SHIFT.X=50.77 

SHIFT.Z=0.0 

ROTATION=52. 0.0 0.0 52. 0.0 10. 

4.222 


1.000000 .000000 

…... 

1.000000 .000000 

5.725 


COPY.SECTION = 1 1.1 1.503 0.0 




• 展长 

WING1:WING 



SHIFT.X=50.77 

SHIFT.Z=0.0 

ROTATION=52. 0.0 0.0 52. 0.0 10. 

4.222 


1.000000 .000000 

…... 

1.000000 .000000 

5.725 


COPY.SECTION = 1 1.1 1.503 0.0 




• 后掠 

WING1:WING 



SHIFT.X=50.77 

SHIFT.Z=0.0 

ROTATION=52. 0.0 0.0 52. 0.0 10. 

4.222 


1.000000 .000000 

…... 

1.000000 .000000 

5.725 


COPY.SECTION = 1 1.1 1.503 0.0 




• 机翼前后位置 

WING1:WING 



SHIFT.X=50.77 

SHIFT.Z=0.0 

ROTATION=52. 0.0 0.0 52. 0.0 10. 

4.222 


1.000000 .000000 

…... 

1.000000 .000000 

5.725 


COPY.SECTION = 1 1.1 1.503 0.0 




• 机翼上下位置 

WING1:WING 



SHIFT.X=50.77 

SHIFT.Z=0.0 

ROTATION=52. 0.0 0.0 52. 0.0 10. 

4.222 


1.000000 .000000 

…... 




• 机翼折叠 WING1:WING 



SHIFT.X=50.77 

SHIFT.Z=0.0 

ROTATION=52. 0.0 0.0 52. 0.0 10. 

4.222 


1.000000 .000000 

…... 

1.000000 .000000 

5.725 


COPY.SECTION = 1 1.1 1.503 0.0 




• 上反 

WING1:WING 



SHIFT.X=50.77 

SHIFT.Z=0.0 

ROTATION=52. 0.0 0.0 52. 0.0 10. 

4.222 


1.000000 .000000 

…... 




• 舵偏 

WING1:WING 



SHIFT.X=50.77 

SHIFT.Z=0.0 

ROTATION=52. 0.0 0.0 52. 0.0 10. 

4.222 


1.000000 .000000 

…... 

1.000000 .000000 

5.725 


COPY.SECTION = 1 1.1 1.503 0.0 



应用方式3:批运算 

• 无需人工干预而连续计算不同外形、不同 

舵偏、不同飞行姿态的气动力 

• 同一外形不同马赫数、不同攻角、不同偏 

航角的连续计算无需重复前处理 

• 外形定义、网格定义、飞行条件定义、求 

解每个环节的“连续性”-----非“调试性” 



其他功能 

• 发动机动力部件模型 

• 波阻、诱导阻力、摩擦阻力计算 



现代气动设计方法 


气动元件库 








气动布局1 

气动布局2 

气动布局3


机翼挂架发动 

机 


机身 

气动布局1 

气动布局2 

气动布局3 



气动性能1 

气动性能2 

气动性能3

机 

翼 


挂 

架 

发 

动 

机 

机 

身 


气动布局1 

气动布局2 

气动布局3 

气动性能1 

气动性能2 

气动性能3 



气动方案x


机 

翼 

挂 

架 

发 

动 

机 


机 

身 

气动布局1 

气动布局2 

气动布局3 

气动性能1 

气动性能2 

气动性能3 

试验验证 



气动方案x


机 

翼 

挂 

架 

发 

动 

机 


机 

身 

气动布局1 

气动布局2 

气动布局3 

气动性能1 

气动性能2 

气动性能3 

试验验证 



气动方案x


机 

翼 

挂 

架 

发 

动 

机 


机 

身 

最终方案 

气动布局1 

气动布局2 

气动布局3 

气动性能1 

气动性能2 

气动性能3 

试验验证 



气动方案x


• 大幅减少设计时间和费用 

• 容易控制设计进度 

• 外形的优化现实可行

MGAERO简介

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