Ideális formája; egy szárny - Interstices
Szárny alakja és aerodinamikája
Először nézzük meg a sárkány szerepét, hogy teljes mértékben megértsük a kialakításában rejlő kérdéseket. Összességében egy repülőgép négy fő erőnek van kitéve (lásd az alábbi 1. ábrát):
- a súly, amely a föld felé húzza;
- emelés, a szárnyak által keltett erő és a súly ellenében;
- a motorok tolóereje, amely lehetővé teszi a repülőgép előrelépését;
- és húzza, a készüléket fékező levegő ellenállási ereje.
Hajózás közben ezek az erők tökéletesen kiegyensúlyozottak, míg a manőverezési szakaszban (felszállás, kanyar stb.) Ezeknek az erőknek az egyensúlyhiánya teszi lehetővé a repülőgép irányának megváltoztatását. A repülőgép szárnyainak szerepe tehát annyi emelés létrehozása, hogy kompenzálja a repülőgép súlyát. Ugyanakkor a szárnynak a lehető legkevesebb ellenállást kell előidéznie. Valójában minél nagyobb a levegő ellenállása, annál nagyobb lendületre van szüksége a repülőgépnek sebességének fenntartásához, és annál több energiát fogyaszt a szennyező hulladékok kibocsátása. Az alacsony ellenállású és magas emelésű szárnyak kialakítása ezért fontos kérdés a repülési ipar számára.
1. ábra: a repülőgépen kifejtett erők.
Az aerodinamikai erők kék színűek, a hajtóerő zöld, súlya piros.
Szimulálni elemezni
A számítási teljesítmény növekedése valójában több éven át lehetővé tette a Navier-Stokes egyenletek megoldásának pontos megközelítését, nem sikerült meghatározni a pontos megoldást. Ennek a módszertannak a megvalósítása bonyolult lehet, de az elv viszonylag egyszerű: azzal kezdjük, hogy a szárny körüli tartományt kis területekre, kontroll sejteknek nevezzük, az egészet hálónak nevezzük. Egy háló általában több millió kontrollsejtet tartalmazhat. Az alábbi 2. ábra egy ilyen hálót mutat egy profil körül (a szárny nézete függőleges metszetben). Észrevesszük, hogy a sejtek annál kisebbek, minél közelebb kerülünk a szárnyhoz, mert a fizikai jelenségek intenzívebbek és finomabb felbontást igényelnek.