Nowości w pakiecie PANUKL

PANUKL - nowości i
powiązania z innymi pakietami
dr hab. inż. Tomasz
Goetzendorf-Grabowski
dr inż. Jacek Mieloszyk
2014-09-26
Co to jest PANUKL
• PANUKL czyli PANeli UKLad jest pakietem programów
do analizy aerodynamiki samolotu metodą panelową
• Wykorzystuje potencjalny model przepływu, uwzględnia
ściśliwość powietrza
• w jęz. angielskim taki typ oprogramowania to „panel
code” lub „potential slover”
• Znane oprogramowanie na świecie tego typu:
–
–
–
–
VSAERO (by AMI Corp.)
HESS (by McDonnell Douglas)
PanAir (by Boeing)
wiele innych pakietów specjalizowanych – np. niemiecki QBlade
do łopat śmigieł, w tym do elektrowni wiatrowych
Trochę historii
• JUBILEUSZ PANUKLa – 20 lat!
• 1994 – początek prac w ramach grantu KBN
PB0044/56/93/04 „Badanie stateczności ruchu
złożonych konfiguracji aerodynamicznych”
• 1996 – pierwsza wersja udostępniana
studentom
• 2002 – pierwsza wersja okienkowa z GUI
• 2012 – poważniejsze zmiany i uzupełnienia po
zebraniu doświadczeń z 10 lat użytkowania –
nowa wersja na pełnoletniość (18 lat)
Gdzie jest PANUKL?
• http://meil.pw.edu.pl/zsis/ZSiS/Dydaktyka/
Oprogramowanie/PANUKL
• lub
• http://www.meil.pw.edu.pl/add/ADD/Teachi
ng/Software/PANUKL
• albo Google -> PANUKL
Panukl - nowości
•
•
•
•
•
Edytor plików MS2
Nowe definiowanie geometrii (by JM)
Biblioteka profili
Generowanie profili NACA
Więcej wyników
– eksport obrazków (JPG,PNG,BMP)
– podział na obiekty
– wygładzone rozkłady
• Eksport wyników i danych do programów
zewnętrznych - SDSA, Calculix (by JM)
Ciekawe projekty
• Najciekawsze są studenckie projekty !!!
• Sparky – czyli samolot na konkurs SAE
(Adam Sieradzki)
Ciekawe projekty
• Najciekawsze są studenckie projekty !!!
• Spark – czyli samolot na konkurs SAE
(Adam Sieradzki)
• Tu-154 ze złamanym skrzydłem (Artur
Wiśniewski) – praca dyplomowa pod kier.
dr M.Laska
Ciekawe projekty
• Najciekawsze są studenckie projekty !!!
• Spark – czyli samolot na konkurs SAE
(Adam Sieradzki)
• Tu-154 ze złamanym skrzydłem (Artur
Wiśniewski) – praca dyplomowa pod kier.
dr M.Laska
• mini UAV (Grzegorz Kostrzewa)
Ciekawe projekty
• Cel latający
Ciekawe projekty
• AT-6 (by T. Antoniewski)
Ciekawe projekty
• Zoom (by prof. M.Rodzewicz)
Ciekawe projekty
MOSUPS (by C.Galiński, analiza dynamiczna: M.Lis)
Zastosowania za granicą
TSR2 – obliczenia na potrzeby symulacji – model do Flight
Gear by Alan Teeder (BAe)
Zastosowania za granicą
Etapy pracy
• Edycja danych do generacji siatki – plik
MS2 – MS2Editor – nowość !!!
• Przygotowanie siatki (Mesh)
• Wyznaczenie śladu i sąsiadów (Neigh)
• Opcjonalne programy modyfikacji siatki
• Obliczenie potencjału prędkości (Panukl)
• Obliczenie rozkładu ciśnienia i
współczynników aerodynamicznych
(Press)
Etapy pracy
Pliki danych
• Mesh – ms2 – sterujący powstaniem siatki
– Prf- geometria profili
– F – geomatria kadłuba – najtrudniejsze – program
Fuselage (by MD&ŁS)
• Neigh – inp – siatka bez śladu wirowego
• Panukl – dat – siatka ze śladem wirowym
+ dane o sąsiadach
• Press – pan – „free format” plik
zawierający rozkład potencjału prędkości
Struktura danych ms2
• Dwa rodzaje obiektów „realnych”
+ trzy rodzaje obiektów „wirtualnych”
• obiekty realne:
– płaty (skrzydło główne, usterzenia, pylony,
pierścienie, zastrzały, itp.)
– kadłub (kadłuba właściwy, gondole silnikowe)
• obiekty wirtualne – połączenia
– poziome (np. płyty brzegowe)
– pionowe (np. usterzenie T)
– równoległe (nowość) – łączenie części płatów o
skokowej zmianie cięciwy (np. wykrój na klapy)
Podział na obiekty - nowość
MS2editor
Płat
z
vertical to horizontal
y
x
definiowane profile
horizontal to vertical
Kadłub
Sposób opisu geometrii kadłuba
Rodzaje płatów i połączeń z kadłubem
• rodzaje płata:
– master
– slave
– independent
• rodzaje połączenia
– z przenikaniem
– bez przenikania (doklejane)
Rodzaje płatów i połączeń z kadłubem
master
Kadłub - skrzydło
Nowy rodzaj połączeń płat-płat
płat 2
płat 1
połączenie równoległe (parallel)
Nowy rodzaj połączeń płat-płat
płat 3
połączenie 2
płat 2
płat 1
połączenie 1
Klapa szczelinowa – wycięcie modelowane przy pomocy opcji połączeń równoległych
przecinanie śladu - błędy
ADELA
przecinanie śladu
przecinanie śladu
nowość – chwilowo działa tylko w pł. symetrii
Pliki wynikowe
• .out – syntetyczne wyniki obliczeń
• .txt – rozkład ciśnienia, prędkości, itp.
• .eps – rozkład opływu (prędkości,
odchylenie strug) wokół obiektu
• .bln – przekrój samolotu płaszczyzną, w
której liczony jest opływ
• .czy – rozkład Cz, Cxi, Cm wzdłuż
rozpiętości powierzchni nosnych
Wyniki syntetyczne
Data from file:
C:\Users\tgrab\PanuklProjects\ULS2_new\uls2new_w.pan
Geometry data:
S = 1.23000
MAC = 0.410000
B = 3.00000
Swet = 4.29984
Coordinates of reference point for moments calculation:
X = 0.610000
Y = 0.232000
Angle of attack, sideslip angle and Mach number:
Alfa = 5.00000
Beta = 0.00000
Mach = 0.00000
angular velocities:
P = 0.00000
Q = 0.00000
R = 0.00000
Wyniki syntetyczne
Global results :
in body axis system:
Cx = -.497498E-01
Cy = 0.863586E-05
Cz = 0.910713
Cl = -.344993E-05
Cm = -.605030E-01
Cn = 0.245162E-05
in stability axis system:
Cx = 0.298133E-01
Cy = 0.863586E-05
Cz = 0.911583
Cl = -.322313E-05
Cm = -.605030E-01
Cn = 0.274297E-05
Induced drag and corresponding lift coefficient:
Cxi= 0.254666E-01
Czi= 0.914779
Wyniki syntetyczne
Objects contribution:
No. N1
N2
0
0
159
1
160
691
2
692
881
3
882
980
4
981
2082
5
2083
3922
Name
"Pylon"
"Usterzenie H"
"Usterzenie V"
"ploza"
"Wing"
"Fuselage"
Objects contribution - body axes system:
No.
Cx
Cy
Cz
Cl
0
0.000639 -0.000001 0.001311 -0.000000
1
-0.000587 0.000000 0.025886 0.000000
2
0.000567 -0.000000 0.000019 0.000000
3
-0.000022 -0.000000 0.000009 0.000000
4
-0.049721 -0.000002 0.887510 -0.000003
5
-0.000625 0.000011 -0.004021 -0.000001
Cm
Cn
0.000401 -0.000000
-0.084402 0.000000
-0.000101 0.000000
-0.000014 0.000000
0.033657 0.000002
-0.010044 0.000000
Objects contribution - stability axes system:
No. Cx
Cy
Cz
Cl
Cm
Cn
0
0.000751 -0.000001 0.001250 -0.000000 0.000401 -0.000000
1
0.001671 0.000000 0.025838 0.000000 -0.084402 -0.000000
2
0.000566 -0.000000 -0.000030 0.000000 -0.000101 0.000000
3
-0.000022 -0.000000 0.000010 0.000000 -0.000014 0.000000
4
0.027820 -0.000002 0.888466 -0.000002 0.033657 0.000002
5
-0.000973 0.000011 -0.003951 -0.000001 -0.010044 0.000000
Rozkład kąta odchylenia strug
1.00
0.00
-1.00
-4.00
-3.00
-2.00
-1.00
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
11.00
10.00
9.00
8.00
7.00
6.00
5.00
4.00
3.00
2.00
1.00
0.00
-1.00
-2.00
-3.00
-4.00
-5.00
-6.00
-7.00
-8.00
-9.00
-10.00
Opływ wokół przekroju skrzydła
Export danych i wyników do innych programów
• SDSA:
– export danych aerodynamicznych
(pochodnych) do analizy stateczności
• Calculix:
– export geometrii oraz wyników do analiz FEM
Eksport do SDSA
Eksport do SDSA
Współautorzy:
Plany na przyszłość
• próba dostosowania danych do CPACS
(Common Parametric Aircraft
Configuration Scheme)
• pliki danych w formacie XML
• Rozkład Ma dla przepływu ściśliwego i
ostrzeżenia o przekroczeniu Ma_kr
• inne ?
Dziękuję za uwagę
• cd. by dr inż. Jacek Mieloszyk
• Nowy sposób definiowania geometrii
– płaty modułowe
– kadłuby
• Panukl w pętli optymalizacyjnej - MADO
• Export danych i wyników do Calculix-a
Płaty modułowe
a)
moduły:
– root
– line
– eqiline
– arc
b)
c)
Definicja kadłuba
Definicja kadłuba
Spine
Up contour
H
Z
Side contour
X
Convexity curve
up/down
Y
Down contour
Bend distance
Bend angle
Gondole silnika
Nup
Swirl Up
Conv.
Zup
Fact.
Up
L
Y
Swirl Down
Conv.
Fact.
Down
Zdown
Ndown
(X0,Y0,Z0)
Idea
optymalizacji
MADO
1000000
100000
F_OBJ
10000
1000
100
Best
Worst
10
0
5
10
15
Iterations
20
25
Eksport do CalculiX
Eksport do CalculiX
- Naprężenia
- Odkształcenia
- Inne
- Geometria
- Rozkład ciśnień
-
Obciążenia
Więzy
Materiał
Inne
Dziękuję za uwagę i teraz poćwiczymy trochę