流体力 — CAE用语解说

升力L和阻力D是代表性的，但在实际工程问题中，附加的力分量也很重要。①升力：垂直于流动的力分量，在翼上表现为升力系数CL，在球上表现为高速旋转的Magnus效应。②阻力：平行于流动的力分量，是摩擦阻力和形状阻力之和。③侧向力：横向的力，在车辆的横风(crosswind)分析和斜向浸水的桥墩设计中很重要。④力矩：俯仰(pitch)、滚转(roll)和偏航(yaw)各方向的力矩直接关系到空气动力学稳定性和操控性。CFD后处理中使用Force Report功能通过integration plane或表面积分来计算各力和力矩。

影响最大的是壁面附近的y+值（无量纲壁面距离）。对于从壁面剪切应力计算的摩擦阻力精度，需要一致地使用y+≤1的壁面分辨率网格(k-omega SST + Low-Re formulation)或y+=30~300的wall function方法之一。对于形状阻力（压力阻力），它依赖于分离点和尾流的预测精度，所以在发生分离的凸角或翼后缘区域需要更细的网格。力积分可以在收敛的定常解或非定常解的时间平均上进行，但对于非定常问题（Karman涡街、颤振等），重要的是分别评估瞬时值和时间平均值。