基于流固双向耦合仿真的热气球装置空气外流场分析

摘要

在热气球装置数值仿真计算过程中使用流固双向耦合和动边界方法,降低了模拟过程中因忽略流固耦合作用和热气球装置的变形造成的误差,大大提高了数值计算的模拟精度。考虑力和位移的双向耦合作用,依据4阶Runge-Kutta方法,设计了热气球空气外流场的数学模型,采用UDF自定义函数编制了流固双向耦合作用程序。通过计算得到热气球的速度压力分布云图、升力曲线以及热气球的变形曲线。对结果进行分析发现：数值仿真模拟结果和理论结果相吻合,从而验证了算法的有效性和可靠性,为航热气球装置的稳定性研究提供了理论依据。