3. 计算模型

    计算模型的控制主要在于计算网格的控制，对于飞机流场的模拟, 需要对网格的布局上要有细致地考虑。作为一个CFD工程师不仅要准确描述模拟对象的几何特征，使网格满足软件基本计算要求，还要对网格的整体布局有所把握。对于飞机来讲，如果我们关心的机翼上的压力分布，在对机翼上的流场分布具有一定了解程度上，我们可以对机翼外的流场分布布以一定分规律的网格，比如低速飞行状态下机翼的附面层厚度的描述,在贴近飞机机翼表面比较密的网格,而在离开机翼表面距离比较远的位置布置比较疏的网格；在高速飞行状态下，机翼表面网格的布局就要考虑到如何布局能够比较准确地捕捉到激波, 在激波可能产生的区域内尽可能采用相对比较密的网格，这些位置的网格布局都对机翼上的产生的升力和阻力的计算结果有很大的影响，除此之外，在整个流场中,对于流场变化剧烈的区域要用比较密的网格来描述，而对于流场变化不剧烈的部位可以采用比较疏的网格，比如流场计算域的边界。

    总而言之, 减少网格数量是解决硬件资源与计算需求矛盾和提高计算效率的根本方法，这样不仅有效的利用了计算机资源，而且对飞机某一部件或者全机气动特性研究可以提供比较高效的一种研究方法。

    4. 计算实例
 
    采用ICEM-CFD软件生成网格，CFX-5.6进行对不同的构型计算，并对进行结果分析。

    a) 机翼+机身+吊挂+发房半模模型

    在对如图1所示的布局的飞机的机翼的特性研究时，考虑到发动机对机翼尾流的影响，进而影响到机翼表面压力，因此采用翼身组合体带吊挂发房模型对其进行模拟。
 
    对于这套模型,采用合理布局的六面体结构网格来模拟,总共用了不到180万网格单元,在我们现有的工作站上可以直接进行计算．生成的计算网格如图5所示。

    图7、图8、图9分别是沿机翼展向由翼根到翼尖三个不同站位上（如图６所示）的压力分布．从这几幅图中我们不难得到此机翼上的气动特性：机翼不同站位上的的最大吸力峰位置处的百分弦长比相差不大，靠近翼尖的位置比较容易产生激波，随着马赫数的增加，机翼上同一剖面上的升力系数也在增加，就所计算的状态来看，当马赫数为0.8时，机翼剖面上的升力达到最大，当马赫数为0.89时，翼尖出已经产生了明显的分离．此时机翼上的升力系数开始下降．
   
    图10是CFX-5.6计算的阻力系数和风洞试验结果比较，从图来看，我们的这样的模拟计算已经有相当的可信度．但是如果对模型和网格不加合理的选择和布局的话，恐怕模拟这样的结果用180万网格单元是远远不够的，计算的结果也不可能这样理想。

 
图5  ICEM-CFD生成的机身、吊挂、发房、平尾、垂尾组合半模模型表面网格

 
图6 机翼上的剖面位置

 
图7　站位1处不同状态下的压力分布