XFoil

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Husi
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#1 XFoil

Beitrag von Husi »

Moin moin,

eben bin ich darüber gestolpert, das mir XFoil bei gleichen Startparametern verschiedene Ergebnisse bringen kann, wenn ich später noch einmal die selbe Rechnung durchlaufen lasse...
Kennt jemand das Verhalten und kann mir einen Tipp geben, wie ich das in Zukunft vermeide?

Die roten Linien sind ein Rechendurchgang, die grünen Linien ein späterer.
Es hängt scheinbar damit zu zusammen, ob ich das Programm "frisch" gestartet habe, oder schon einige Rechenläufe (z.B. andere RE-Zahlen) durch habe.
Unterschiede.png
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Viele Grüße
Mirko
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acanthurus
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#2 Re: XFoil

Beitrag von acanthurus »

Hallo, Mirko.

Das ist ein Ergebnis des Konvergenzkriteriums im Berechnungsverfahren
Xfoil rechnet in einem iterativen Verfahren (Berechne Druckverteilung aus Potentialtheorie/Panelverfahren, setze darauf ein grenzschichtverfahren auf, errechne aus Grenzschicht die Verdrängungsdicke und berechne auf dieser Verdrängungsdicke eine neue Druckverteilung, Grenzschicht... ) und nimmt standardmäßig das letzte konvergierte Ergebnis als Startlösung für den nächsten Rechengang.
Das ist auch der Grund, warum man manchmal keine brauchbaren Lösungen findet, wenn man gleich mit extremen Anstellwinkeln losrechnet, da diese aufgrund der Instabilitäten im grenzschichtverfahren ggf. schlechter konvergieren. Es empfieht sich dann, erst eine aseq von einem "einfacheren" Fall bis zum schwierigen Fall hinzurechnen, dann stehen die Chancen auf Konvergenz besser.
In deinem Fall sieht das dann so aus dass du ne komplette Polare gerechnet hast, beginnend bei Anstellwinkeln jenseits des Ca-Max (wie man am linken Bild sieht). Das bedeutet teilweise Ablösung oder wenigstens fleißige Ablöseblasen, welche einen ziemlichen Lotto-Effekt haben können. Damit sind die Anfangslösungen für den jeweils nächsten Schritt verkorkst, und der "Fehler" zieht sich durch die ganze Polare.
Kurzgesagt: Xfoil-Ergebnisse jenseits von CaMax sind mit äußerster Vorsicht zu genießen.
Du solltest mal in den Parameter-Einstellungen nach den Konvergenzkriterien schauen. Wenn der Effekt so ausgeprägt ist empfiehlt es sich, die Kriterien etwas strenger zu legen.
Hab hier grad kein Xfoil zur Hand und kann deshalb nicht nachschauen, aber du bist ja ein cleveres Kerlchen und wirst das bestimmt selbst finden.
Ganz klassischer Fall von "rechentools sind zwar schön und gut, aber man muss die Ergebnisse auch zu bewerten wissen und die Schwächen kennen" (siehe auch ncrit-Diskussion)

gruß
andi
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Husi
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#3 Re: XFoil

Beitrag von Husi »

Moin Andi,

danke für deine (wieder einmal) sehr verständliche Erklärung.
acanthurus hat geschrieben:Das ist auch der Grund, warum man manchmal keine brauchbaren Lösungen findet, wenn man gleich mit extremen Anstellwinkeln losrechnet, da diese aufgrund der Instabilitäten im grenzschichtverfahren ggf. schlechter konvergieren.
Ups erwischt. :oops:
Ich habe mir das Leben leicht gemacht. Denn für den AutoCAD Import wollte ich nur eine Datei pro RE-Zahl importieren. Domit habe ich im XFoil wirklich von -20° bis + 20°durch gerechnet. Das war bei dem bisher betrachteten symmetrischen Profil ja auch OK, weil ich dort von 0°bis 20° gerechnet habe...
acanthurus hat geschrieben:Es empfieht sich dann, erst eine aseq von einem "einfacheren" Fall bis zum schwierigen Fall hinzurechnen, dann stehen die Chancen auf Konvergenz besser.
Das ist somit die logische Konsequenz. Ich werde zwei Import Dateien mit dem XFoil erzeugen. Eine von 0° bis -20° und eine weitere von 0° bis +20°.
acanthurus hat geschrieben:Kurzgesagt: Xfoil-Ergebnisse jenseits von CaMax sind mit äußerster Vorsicht zu genießen.
Vermutet habe ich es auch schon, jetzt hatte ich den "Beweis" für meine Vermutung auf dem Tisch.
acanthurus hat geschrieben:Du solltest mal in den Parameter-Einstellungen nach den Konvergenzkriterien schauen. Wenn der Effekt so ausgeprägt ist empfiehlt es sich, die Kriterien etwas strenger zu legen.
OK, ich schaue mal, ob oder was sich da finden lässt.
acanthurus hat geschrieben:Ganz klassischer Fall von "rechentools sind zwar schön und gut, aber man muss die Ergebnisse auch zu bewerten wissen und die Schwächen kennen" (siehe auch ncrit-Diskussion)
:? Immerhin habe ich es gemerkt und habe den Daten nicht blind vertraut.

Vielen Dank
Mirko
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acanthurus
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#4 Re: XFoil

Beitrag von acanthurus »

Eine von 0° bis -20° und eine weitere von 0° bis +20°.
Ok, dann musst du aber aufpassen, dass sich die Werte für 0° auch treffen ;) da ja beide von unterschiedlichen Startlösungen losrechnen. Insbesondere der Sprung von -20 auf 0 zurück wird keine guten Ergebnisse liefern.

Gegenvorschlag wäre, eine feste Sequenz (z.B. -15 bis +15) zu belassen und das für alle gleich zu machen. Die ABSOLUTE Genauigkeit des Verfahres ist eh nicht größer als die von dir gezeigten Unterschiede. Das einzig erreichbare Ziel ist eine gute relative Vergleichbarkeit, aber keine absolute Richtigkeit.

gruß
andi
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Husi
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#5 Re: XFoil

Beitrag von Husi »

Danke Andi,

klar sollten diese Werte übereinstimmen. Zur Sicherheit werde ich in die AutoCAD-Import Routine noch eine Sicherheitsabfrage (gleiche Werte bei Alpha = 0°) einbauen, die vor dem Importvorgang ausgeführt wird.
Dann kann ich ja mit dem Kommando "a" einzelne Werte rund um Null rechnen lassen, bevor ich "pacc" und "aseq" starte.

Die viel zu großen Anstellwinkel mit deutlichen Ablösungen habe ich bewußt (mit) gemacht. Das sollte ein erster Test für Tragflächen sein, die durch teil-geneigte "Propeller" deutlich negativ angeblasen werden. 8)

Viele Grüße
Mirko
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