Продувка в виртуальной аэродинамической трубе

[ROSS_BerryMORE]

Товарищи разработчики, тут серфил по интернету, наткнулся на такое предложение.

 

http://www.cardesign.ru/forum/diskussii/obschenie/1515/page1/

 

Вроде как бесплатно, но там есть ряд требований.

Про продувке самолетов обращаться индивидуально)

Предложение свежее:

17 September 2016 00:50

Друзья, мы все еще с вами. Если есть желание протестировать ваши идеи, то не стесняйтесь — обращайтесь.
Правила бездвоздмездной (т.е. дадом) виртуальной продувки на первой странице темы.

 

 

ТРЕБОВАНИЯ:

1. Количество полигонов неограниченно, но все-таки без фанатизма.
2. Модель должна представлять из себя замкнутый объем или несколько объемов, не пересекающихся друг с другом (в принципе, скоро это ограничение будет снято).
3. Самопересечения поверхностей быть не должно.
4. Треуголники должны стыковаться строго узел в узел, т.е. никаких Т-образных соединений.
5. Допускается соседство по общему ребру только двух треугольников.
6. Единицы измерения — метры, но это мы сможем, в принципе, у себя поправить.

 

1. Общие требования

1.1 Формат модели: STL или WRML (если будут трудности, то наличие поверхностной модели поможет).
1.2 Количество полигонов неограниченно, но, все-таки, без фанатизма.
1.3 Модель должна представлять из себя замкнутый объем или несколько объемов, не пересекающихся друг с другом.
1.3 Самопересечения поверхностей быть не должно.
1.4 Треуголники должны стыковаться строго узел в узел, т.е. никаких Т-образных соединений.
1.5 Допускается соседство по общему ребру только двух треугольников.
1.6 Единицы измерения — [м] или [мм].
1.7. Масштаб модели — 1:1.

2. Простая постановка (колеса не вращаются, быстрое время счета)

2.1 Колеса можно сделать зацело с кузовом в виде одного объема.
2.2 Протекторы не прорисовываем.

3. Средняя постановка (колеса вращаются, немного дольше, чем п.2)

3.1 Колеса могут быть выполнены как отдельный объем, не пересекающийся с авто.
3.2 Колеса могут выполнены вместе с кузовом, но соединени должно быть выполнено через некую ось вращения.
3.3 Протекторы не прорисовываем.
3.4 Указать величину колесной базы и диаметр колеса.

4. Полная постановка (колеса вращаются, самое долгое время счета)

4.1 Колеса должны быть выполнены как отдельный объем, не пересекающийся с авто.
4.2 Протекторы прорисовываем.
4.3 Указать величину колесной базы и диаметр колеса.

5. Если вас интересует величина аэродинамического продольного момента, то необходимо указать точку, относитель которой он будет вычисляться.

 

Самая оптимальная это Средняя постановка, т.к. тогда больше вероятность того, что наш комп будет свободен под вашу задачу.

 

 

 

А тут вообще эту программу предлагают со скидкой 60% до конца октября

 

Изменено 7 октября 2016 пользователем ROSS_BerryMORE

[[I.B.]ViRUS]

Я работал в этой программе в течении пары лет. К сожалению, этот софт не позволил достичь приемлемой точности (сравнивали данные продувок самолета в трубе с расчетами в программе). Правда это было еще до введения гибридной сетки (моделирование погран. слоя), но в большей степени проблема в скудном количестве моделей турбулентности. Имеющиеся как правило дают завышенное значение сопротивления (проблема имеющихся моделей турбулентности). Срывы потока тоже моделируются плохо (общая беда RANS-расчетов).

PS. Без аэродинамически точной модели смысла нет. В игре у нас геометрия и вовсе создавалась по фото, так что...

[DeadlyMercury]

)))

[BRZ513]

)))

Судя по зонам разряжения, корова может лететь если её перевернуть на спину! 

.......... В игре у нас геометрия и вовсе создавалась по фото, так что...

Да!?

[[I.B.]ViRUS]

По порядку, тогда уж.

1. Во-первых, то что имеется в игре - продукт 3dmaxa. То что внешне кажется плавным на деле является набором треугольников, многогранников и т.п. Исли начать внимательно вглядываться во внешнюю модель самолета, можно будет увидеть угловатость. При продувке в этих местах тупо будут образовываться вихри. Можно попытаться эти угловатости сгладить, но вопрос в том насколько получившаяся геометрия будет соответствовать теор. контуру реально существовавших самолетов. Делать подобные модели в игре просто неразумно. Отклонения от теоретических обводов реальных самолетов довольно жестко заданы, соблюдение подобных требований для игры увеличивало бы трудоемкость в разы.

2. Но во вторых, это лишь в случае если у вас ЕСТЬ данные по теоретическим обводам самолетов. Картинки в интернетах, подобные этим не отражают в достаточной степени обводы, даже у них если есть профили сечений (которые итак даются совсем не часто), то они заданы не конкретными координатами, а всего лишь линией. Этого мало для созданий точной модели теор. поверхности. Одних видов сверху/сбоку/спереди мало для создания модели. Поэтому для создания моделей в игре приходится использовать фотоматериалы - анализировать где какая кривизна поверхности и т.п. О точности таких 3д-моделей говорить не приходится.

3. Модели для подобных продувок делаются в CAD-программах. Экспорт из 3дмакса и прочих непрофильных программ 3д моделирования несет в себе дополнительные сложности в виду особенностей форматов файлов (по моему для экспорта из таких программ доступным был формат IGES; с таким форматом в том же Флоувижене возникало много проблем при импорте даже из CAD-программ).

Т.е. для того чтобы хотя бы просто продуть в этой программе модели самолетов их нужно будет делать с нуля в совершенно других программах.

[Makz]

Ну, ребят. Может хотя бы примерно будет соответствовать реальности? Не обязательно по этой модели делать аэродинамику, а к примеру решать некоторые спорные вопросы.

[[I.B.]ViRUS]

посмотреть качественно, что с потоком происходит - возможно. С точки зрения точности - тут проблемы. Точность может не устроить, и лишь добавит лишних поводов для срачей на форуме с пустыми обоснованиями.

Да и вообще, по своему опыту скажу - данная программуля, к сожалению, слабо подходит под задачи авиастроения в целом (ухитриться вынести пользу при проектировании новых самолетов можно, но сложно). Для анализа же ЛТХ самолетов военных лет и вовсе бесполезняк.

[Makz]

А, например, посмотреть экранирование управляющих плоскостей на определенных углах атаки? 

[Starik]

Поэтому для создания моделей в игре приходится использовать фотоматериалы - анализировать где какая кривизна поверхности и т.п. О точности таких 3д-моделей говорить не приходится.

Разочаровал сильно.

За 20 минут сёрфинга мне и чертежи, и обводы попались (Ла-5), и с сеткой координат в том числе.

[NobbyNobbs]

Вирус какой-то ереси понаписал если честно. В игре 3д модель которая отображается вообще ничем не продувается и не обдувается, это просто визуализация для куда более подробной модели, слепленной из 200+ отдельных обдуваемых поверхностей.

То есть он прав, что игровую 3д модель нельзя просто так взять и продуть, но из его писанины можно сделать ошибочный вывод, что самолеты в игре в принципе сделаны на глазок.

[[I.B.]ViRUS]

Разочаровал сильно.

За 20 минут сёрфинга мне и чертежи, и обводы попались (Ла-5), и с сеткой координат в том числе.

ну ка ссыль

[Starik]

ну ка ссыль

 

Она уже опоздала, на 4 года.

[[I.B.]ViRUS]

Вирус какой-то ереси понаписал если честно. В игре 3д модель которая отображается вообще ничем не продувается и не обдувается, это просто визуализация для куда более подробной модели, слепленной из 200+ отдельных обдуваемых поверхностей.

То есть он прав, что игровую 3д модель нельзя просто так взять и продуть, но из его писанины можно сделать ошибочный вывод, что самолеты в игре в принципе сделаны на глазок.

Если сравнивать подходы моделирования поверхностей в 3дмаксе и в CAD-e, да. По большей части все это на глазок. В CAD-программах мы имеем дело с конкретными размерами; в 3д моделировании речи о размерах не идет - строят "примерные" кривые где они "примерно" располагаются.

Кстати, в крайних дневниках где показывали сверку "чертежей" (именно в кавычках) с реальным самолетом. Главных трех видов подобных чертежей недостаточно для того чтобы составить модель поверхности самолета. Габариты - да, "на глазок" снимаются, а о форме кривых сечений планера, законцовок крыла и прочего приходится только гадать.

Она уже опоздала, на 4 года.

ну ну

Изменено 23 октября 2016 пользователем [I.B.]ViRUS

[NobbyNobbs]

ViRUS' timestamp='1477210438' post='463050'] Если сравнивать подходы моделирования поверхностей в 3дмаксе и в CAD-e, да. По большей части все это на глазок. В CAD-программах мы имеем дело с конкретными размерами; в 3д моделировании речи о размерах не идет - строят "примерные" кривые где они "примерно" располагаются. Кстати, в крайних дневниках где показывали сверку "чертежей" (именно в кавычках) с реальным самолетом. Главных трех видов подобных чертежей недостаточно для того чтобы составить модель поверхности самолета. Габариты - да, "на глазок" снимаются, а о форме кривых сечений планера, законцовок крыла и прочего приходится только гадать.

 

почему гадать? считать.

http://forum.il2sturmovik.ru/topic/122-fizika-i-aerodinamika-v-bzs/?p=25907

 

ну и еще немного:

http://forum.il2sturmovik.ru/topic/122-fizika-i-aerodinamika-v-bzs/?p=40734

http://forum.il2sturmovik.ru/topic/122-fizika-i-aerodinamika-v-bzs/?p=40744

Изменено 23 октября 2016 пользователем NobbyNobbs

[[I.B.]ViRUS]

Нобби, мы сейчас о совершенно разных вещах говорим. То о чем я говорю, цитата по первой ссылке: "Что-то с продувок, и т.д. Например, поляра профиля крыла - конечно, хоть и является прямым следствием геометрии профиля, но чтобы её получить по 3D модели нужно сделать 3D модель совсем другого уровня, и "продуть" её, например, в FlowVision или другом подобном софте". И это касается геометрии.

То что у нас в игре вычисляется не имеет никакого отношения к CAE-расчетам МЖГ (расчеты в FlowVision). Модель по третьей ссылки для расчетов в этой программе совершенно не подходит, тут нужна именно точная 3х-мерная модель. При этом рассчитывается весь поток вокруг самолета со значительным сгущением расчетной сетки вдоль поверхности самолета. Подобные расчеты могут проводиться днями-неделями, а моделируемое время может составить всего несколько секунд "полета" самолета. Т.е. такие расчеты в принципе не могут применяться в играх, поэтому используются упрощенные модели, представленные на картинке поста по третьей ссылке.

[NobbyNobbs]

о каких разных? 

В игре 3д модель которая отображается вообще ничем не продувается и не обдувается, это просто визуализация для куда более подробной модели, слепленной из 200+ отдельных обдуваемых поверхностей. То есть он прав, что игровую 3д модель нельзя просто так взять и продуть, но из его писанины можно сделать ошибочный вывод, что самолеты в игре в принципе сделаны на глазок.

в чем наши точки зрения расходится?

Изменено 23 октября 2016 пользователем NobbyNobbs

[[I.B.]ViRUS]

если ты имеешь в виду только внешнюю модель, то разница возникает уже в разнице методологий моделирования. Берется картинка (подобная той что показана в дневниках для спита), накладывается на параллелограмм в трех видах, относительно этих видов строятся сплайны сечений либо даже просто строятся многогранники самой поверхности.

В CAD-софте строится твердотельная модель, в которой все сплайны, образмериваясь, четко задают поверхность модели. Сплайны строятся на конкретных плоскостях, четко заданных соответствующими размерами. Почему инженеров учат работать именно в CAD-системах, а не 3Dmax-ах и Maya-х: первое - в CAD задаются размеры, в 3dmax-е подобных вещей нет. Второе - попробую на элементарном примере - имеем шар диаметром 1 метр - что из себя будет представлять шар в CAD-е и в 3dmax-е. В одном случае это форма (примитив) с заданным размером, не зависящая от того насколько детально выглядит на экране. Во втором трехмерная многогранная модель с вершинами, ребрами, гранями, с атрибутом сглаживания отраженного света и наложенной текстурой. То что имеет значение для CAE-расчетов - величина и количество данных граней, составляющих поверхность. Т.е. одна модель шара в CAD-системе позволяет экспортировать гладкую поверхность, относительно которой будет строиться сетка (в случае с FlowVision-ом можно экспортировать модель с наперед заданным качеством). Модель шара в 3dmax-е будет представлять собой ребреную поверхность. И модель шара, построенную с учетом производительности игр нельзя впихнуть в программы вроде FlowVision-а из-за крайне низкого качество самой поверхности. Далее, разберем что есть "размеры" в CAD-е. В системах 3хмерного проектирования для задания поверхности строятся точки, оси, поверхности, геометрически определенные размерными величинами, которые однозначно определяют эскиз. На них в свою очередь строятся эскизы, в которых также однозначно определяются размерами кривые - линии, дуги, сплайны и т.п. По этим кривым строится теор. поверхность самолета. Для того чтобы все эти построения сделать нужна уйма размеров. Имеющиеся в интернете картинки - это в 99,9% халтура. По ним нельзя однозначно образмерить эти эскизы. Для примера - имеем эллипс внутри прямоугольника. Нам нужны следующие размеры - габаритные размеры прямоугольника, ограничения прямоугольности, заданная либо ограничениями горизонтальности или вертикальности, либо взаимной перпендикулярности и углом к одной из линий в общем случае; размеры полуосей эллипса, угол наклона к одной из осей. Далее - позиционные размеры относительно системы координат эскиза для одной из вершин прямоугольника и центра эллипса. Задав эти размеры мы однозначно определяем эскиз. Как его построить в 3dmax-е? Построить прямоугольник, расположить "примерно", построить эллипс, расположить "примерно" где нужно и под нужным углом. В подобных программах нет такого понятия "размер" как это выполнено в САПР-ах. Точно построить модель позволяют CAD программы, а для них информации на таких картинках недостаточно для однозначного определения поверхности. В 3dmax-е это решается тем что поверхность по сути строится на глазок.

[[I.B.]ViRUS]

и упреждая утверждения что в 3dmaxе моделирование происходит также, вот пример типового построения поверхностей на примере BMW.

Это один из типовых методов

[NobbyNobbs]

Блин, Вирус, с чего ты взял, что я с тобой спорю?

Я просто к тому, что с формулировками аккуратнее надо, а то Старик вон уже расстроился, что модели тут не модели, а какая-то отсебятина по мотивам.

[[I.B.]ViRUS]

Начнем с того чем отличаются программы трехмерного моделирования, в которых работают создатели игр (любых) от тех, в которых работают инженеры.

Для начала разберемся с тем что представляет собой инженерный софт (САПР, CAD).

Подобные программы делят на три уровня - легкие (AutoCAD, Компас), средние (SolidWorks), тяжелые (NX, CATIA). Деление условное, зависит от имеющихся возможностей. Легкие и средние программы хорошо подходят для обычного машиностроения, где для задания трехмерной модели хватает обычных примитивов - параллелограммов, цилиндров, шаров, конусов, в эскизах на 95% присутствуют прямые линии и дуги.

Для авиации требуются "тяжелые" программы по спецефической особенности. В обычном машиностроении базами являются линии (оси валов), плоские поверхности. В случае авиации одной из баз является теоретическая поверхность. Вместе с этой поверхностью есть другие базы - оси нервюр, лонжеронов, стрингеров; от всех этих баз строится геометрия всех деталей и узлов самолета. Часть деталей не завязаны на теор. контур самолета. Это тот же двигатель, разные рычаги и т.п. Часть деталей в той или иной степени увязываются к внешней поверхности - нервюры (строятся по поверхности, уходящей в глубь на толщины обшивки, полок нервюр и т.п.), стрингеры и прочее. Эта увязка обязательна для того чтобы при сборке не возникало неполадок.

Раньше доминирующим методом изготовления деталей был эталонно-шаблонный метод, современные самолеты строятся по мат. моделям с использованием САПРов. В САПРах создается математическая модель самолета. Это значит что каждая точка поверхности может быть высчитана программой на основе имеющихся размеров и закономерностей. Для чего это надо? Если в обычном машиностроении преобладают токарные станки, то в авиации это фрезерные станки, а нынешний век все подобные станки с программным числовым управлением в виду большого количества деталей, имеющих элементы поверхностей, построенных от теор. поверхности. Программа изготовления детали на станке с ЧПУ состоит из команд сдвинуть фрезу в такое-то положение с такой-то угловой скоростью вращения и перемещения фрезы. Для этого и нужно чтобы поверхность была задана однозначно, чтобы выполненные на станках ЧПУ детали встали без проблем при сборке.

Как создается модель самолета в САПРах?

Самый простой случай - у детали нет выхода на теор. контур. На одной из базовых плоскостей модели строится эскиз, который выглядит примерно так:

 

 

Из которого тем или иным методом создается сама деталь:

 

 

Теперь рассмотрим другой аспект - размерные цепи. Допустим нам нужно задать геометрию линии. Для этого в плоскости эскиза нам нужно определить 4 величины - координаты точек:

 

 

Сделали это к примеру так:

 

 

Здесь у нас три размера и одно ограничение (горизонтальность), что приводит к однозначности положения в координатных осях данного отрезка.

Теперь если попытаться поставить дополнительный размер, возникнет ошибка:

 

 

Это связано с тем что геометрия переопределяется. С точки зрения построения это ошибка, хотя в сумме все нормально. Рабочий, выполняя деталь, будет отмерять данные размеры, но они будут по факту отличаться на величину, не превышающую допуска. Допустим размер 3 мм будет 3,3 мм, размер 20 - 19,4. В сумме 22,7. Но выполняя в пределах допуска размеры 3 и 20, размер 23 может выйти за пределы допустимого. Допустим допуск 0,5 мм. Один размер окажется 3,4, второй 20,4. В сумме 23,8, что будет выходить за пределы допуска. Т.е. все эти размеры не могут быть соблюдены одновременно, и лишний размер нужно убрать, либо пометить как справочный размер.

Существуют ошибки другого рода, конфликты геометрии:

 

 

Здесь ограничение перпендикулярности вступает в конфликт с угловым размером.

Я, к примеру, когда работал на заводе в КБ, занимался оцифровкой чертежей самолета. Частенько на чертежах иногда не хватало размеров, иногда размеры создавали конфликты геометрии (к примеру радиус закругления на чертеже стоит 2 мм, хотя он не мог быть по математическим причинам больше 1,95 мм к примеру; поставить у себя в программе размер, отличающийся от 2 не могу, поскольку цифровая модель по отношению к старым бумажным чертежам являлась вторичной, а построить с размером 2 - то же; такие вопросы приходилось увязывать с конструкторами, которые чертили данные чертежи).

Теперь - как задать поверхность, не имеющую цилиндрических/конических/сферических элементов? Как это делали до эпохи ПК?

Профили крыльев, к примеру, строятся по точкам. Но сколько бы точке ни было, всех их нужно соединить линией. Нужна линия с определенным математическим законом построения. Раньше для построения чертежей пользовались лекалами и соединяли эти точки. Примерно также поступали и на заводах при создании шаблонов. Позже догадались через точки проводить упругий лист. От этого и пошли сплайны, имеющие в своей основе уравнения упругой линии.

Имея достаточное количество сплайнов, на их основе уже строятся поверхности по похожему принципу

 

 

Т.е. для однозначного построения точной модели подобных поверхностей требуется знать координаты сечений, точек в сечениях, мат. зависимости кривых построения между точками и поверхностей между кривыми.

Для работы в САПРах данную мат. модель необходимо визуализировать. Для этого используются те же методы что и в обычном 3d моделировании. С определенной плотностью создается многогранная трехмерная модель. Под спойлером картинки, в которых одна и та же модель представлена с разной степенью детализации:

 

 

 

 

Позже будет пост об отличиях трехмерного моделирования в играх.

Изменено 23 октября 2016 пользователем [I.B.]ViRUS

[NobbyNobbs]

А ветеранам scalemodels никто не запрещает писать багрепорты с указанием допущенных неточностей.