Testare l’areodinamica di un profilo alare con Autodesk CFD

Dopo aver visto in un precedente articolo come simulare l’aerodinamica di un veicolo con ANSYS Workbench, oggi esaminiamo un airfoil, ovvero un profilo alare con Autodesk CFD 2017. Il profilo scelto è il NACA 4415, scaricato in formato STEP da grabcad.com e fissato con angolo di attacco nullo. Per prima cosa dobbiamo scaricare il software nella sua versione student registrandoci sul sito di autodesk. Dopodicchè apriamolo e creamo un nuovo progetto importando il nostro modello.

Il risultato che avremo alla fine del nostro studio

A questo punto inizia il lavoro vero e proprio. Innanzitutto dobbiamo definire una enclosure, cioè lo spazio circostante il nostro modello in cui il fluido scorrerà. Per far ciò basta cliccare con il tasto destro sulla voce geometria nell’albero laterale sinistro, selezionare il tab Ext. volume, e tramite le frecce dimensionare la box che circonda il nostro modello in maniera generosa. Quando siamo soddisfatti di ciò clicchiamo su Crea. Adesso è il momento di definire i materiali: clicchiamo con il tasto destro sul nostro modello sotto la voce scenario nella stessa lista precedente, è impostiamolo come solido e alluminio, mentre per quanto riguarda il volume circostante impostiamolo a fluido e aria seguendo la stessa procedura.

Definiti i materiali, è il turno delle condizioni al contorno del nostro dominio. Andiamo quindi al tab Condizioni al contorno nel menù superiore e poi ruotando il nostro modello selezionamo la faccia anteriore e impostiamola come velocity-inlet, ovvero punto d’ingresso del nostro fluido con un valore a nostro piacimento, ad esempio 100 m/s. Quindi selezioniamo la faccia posteriore e definiamola come un pressure-outlet, ovvero selezioniamo pressione, l’unità di misura atm e il valore 1. Fatto ciò, siamo pronti per creare la nostra mesh, andiamo al tab Mesh e clicchiamo su Autosize per lasciare al software generare da sè la mesh più appropriata.

Quindi andiamo al tab Solve, inseriamo il numero di iterazioni che vogliamo effettuare e clicciamo su solve. Adesso partirà la computazione vera e propria, durante la quale in basso verrà visualizzato un grafico di vari parametri tra cui la velocità nelle tre dimensioni spaziali. Per avere un risultato significativo dobbiamo fare un numero di iterazioni tale che i valori di queste grandezze si stabilizzino su di un valore e non abbiano brusche variazioni come all’inizio. Ultimo passo, una volta raggiunto uno stato stabile,  è quello di aggiungere il piano su cui visualizzare il modulo della nostra airspeed. Per far ciò selezioniamo Piani e poi Aggiungi. All’inizio probabilmente il piano sarà orientato in un modo che non ci soddisfa. Dovesse essere il caso basta selezionarlo nell’albero di sinistra, cliccare con il tasto destro, selezionare modifica e ruotarlo di 90° intorno all’asse più opportuno, nel mio caso era z ovvero (0,0,1).

Come si può vedere è tutto molto più immediato ed intuitivo rispetto ad ANSYS che è un tool professionale a tutti gli effetti, ma non per questo meno potente una volta imparato a sfruttare al massimo lo strumento. Alla prossima!

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