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XFLR5 基本操作教程基本操作教程 2012-5-12 SpaceTzs 第第 1 页页 XFLR5 基本操作介绍 编写和整理：SpaceTzs Email:1153614092@ XFLR5 技术群：20399169 XFoil 是用于分析翼型（2D）和机翼、甚至整个飞机（3D）气动力的共享软件，它由 MIT （麻省理工）航空航天系的 Prof. Mark Drela 和 H. Youngren 开发XFLR5 是使用 Xfoil 作为 求解器，有友好用户界面的开源软件（使用 Qt 开发的） 本教程会教大家使用 XFLR5 来分析翼型 NACA 0012 的一些基本步骤 打开 XFLR5，在 File（文件）菜单中点击 Direct Foil Design（直接设计翼型） ，翼型设计的 窗口就打开了显示了一个默认的翼型 Spline foil，把翼型列表中的去掉 Show 复选框中的“√”， 将该翼型隐藏 在 Foil（翼型）菜单中选择 Naca Foils(Nace 翼型)，弹出一个翼型选择对话框“4 or 5 digits” 的意思是四位或五位翼型，输入 0012，Number of Panels 为确定翼型轮廓线的点的数目，保持 100 不变。

Number of Panels 为确定翼型轮廓线的点的数目，保持 100 不变，点击 OK 确定明 显 Naca 0012 是个对称翼型 XFLR5 基本操作教程基本操作教程 2012-5-12 SpaceTzs 第第 2 页页 下一步， 在File菜单中选择XFoil Direct Analysis(翼型分析)， 进入翼型的分析， 点击“OpPoint view”(Operating Point (OpPoint) object，可能翻译为操纵点)打开“操纵点视图”，这个窗口显示 的是压力分布曲线（cp vs x/c，cp 为压力，x/c 为沿弦长方向的位置，即曲线表示不同位置上的 压力是多少)和翼型的形状（在下方） 点击 Analysis(分析)菜单中的 Define an Analysis(定义一个分析)，Analysis Type 选择 Type 1，即雷诺数和马赫数使用给定值将 Reynolds（雷诺数）设为 1000000，Mach 设为 0.00 （意味着非常低的马赫数）在 Analysis Name（分析的名称）中，你可以使用 Automatic（自 XFLR5 基本操作教程基本操作教程 2012-5-12 SpaceTzs 第第 3 页页 动命名）和 User Defined（用户自定义）两种方式。

点 击OK确 定 后 ， 在NACA 0012下 拉 框 旁 边 出 现 了 这 个 分 析 的 名 称 现在，我们可以进行分析了在右边的 XDirect 中将 a (angle of attack，攻角)设置为 4° （在 Start 中） ，点击 Analyse 分析可以得到下面的这个结果这里有两条曲线，一条是翼型上 表面压力，另一条是下表面压力可以看出，上表面的压力曲线到了 0.9 的弦长位置的时候，负 的压强变为正压，因为在这个地方附近气流发生了分离，甚至倒流！注意 Cp 轴是反过来的，负 的数值在上面，因为一般来说上表面产生的是负压当你设置 a 设为 0°的时候，分析得到的只 有一条曲线，是因为 NACA0012 是对称翼型，上下表面的压强曲线相同而重合了 XFLR5 基本操作教程基本操作教程 2012-5-12 SpaceTzs 第第 4 页页 点击 Polar view 图标，在右边的 Xdirect 框中勾选 Sequence 复选框，然后将攻角范围 设置为-4°到 20°，间隔为△为 1°，点击 Analyse 分析现在，右边的四个小图中的第一个就 是 Cl vs Alpha 曲线，即纵轴为升力系数，横轴为攻角，最大 Cl 为 1.35 对应 Alpha 为 14°，在 这个角度之后就失速了。

（你会发现， 19°和 20°的地方没有数据， 官方解释是 “not converge” ， 也就是这两点的计算结果没有收敛） 而第一个大图，就是 Cl vs Cd 曲线了，最后那个小图就是 升阻比随攻角变化的曲线大概在 8°时升阻比最大 XFLR5 基本操作教程基本操作教程 2012-5-12 SpaceTzs 第第 5 页页 在相应的图上右击会弹出一个右键菜单，里面的 Define Graph Setting 可以设置图表的属 性，选项卡的内容分别是 Variables（变量设置） 、Scales(缩放)、Axis and Grids(轴线和网格)、 Fonts and BackGround(字体和背景) XFLR5 基本操作教程基本操作教程 2012-5-12 SpaceTzs 第第 6 页页 下一步， 就是为这个翼型设置襟翼 回到 Direct Foil Design 菜单， 选择 Set Flap(设置襟翼)， 其中 L.E.Flap 指 Leading Edge flap(前缘襟翼)，T.E.Flap 指 Trailing Edge flap（后缘襟翼） ，勾 选 T.E.Flap，设置 Hinge（铰链，指旋转中心）的位置在 80%弦长，10%厚度的地方，扭转角为 10% （+is down 即正值就为向下扭转） 。

点击 OK 后程序要求你给该翼型命名， 这里设置为 NACA 0012 flap XFLR5 基本操作教程基本操作教程 2012-5-12 SpaceTzs 第第 7 页页 XFLR5 基本操作教程基本操作教程 2012-5-12 SpaceTzs 第第 8 页页 之后， 转到 XFoil Direct Analysis(翼型分析)对它进行分析， 将攻角范围设置为-4°到 20°， 间隔为△为 1°，就像刚才那样处理 最后，到了我们比较关心的部分了，就是建立一个三维的机翼为了达成目的，我们需要足 够的 2D 数据（翼型的数据）来支撑 3D 的分析最好的方法是使用 Polars Batch Analysis 我将会定义一系列范围的 Re(雷诺数)和 angles（攻角） ，这是因为一个三维机翼的雷诺数和攻角 是随后掠角、变截面（taper） 、扭转角、上反角以及其他的机翼外形因素而改变的我将会对 NACA 0012 （无襟翼） 进行分析， 设置雷诺数 Re 的范围为 80,000 到 1,80,000， 步进为 10,000， 以及攻角的范围为-4~20°，步进为 1°这大概会花费几分钟的时间。

有时候分析的结果并不 会收敛L/D 值的峰值也会随雷诺数 Re 而变化，主要是因为阻力发生了变化 有了这些数据，就可以对机翼进行分析转到 Wing and Plane Design 中，选择 Wing-Plane， 点击 Define a New Wing（定义一个飞翼） ，机翼从根部节段开始定义最简单的机翼只有两个 节段，翼根和翼尖节段处的翼弦长度决定了根梢比（taper） ，而偏移量（offset）决定前缘的 后掠角这里我们定义一个直机翼，弦长（chord）为 0.25m，展弦比（AR）=8，以及从翼根到 XFLR5 基本操作教程基本操作教程 2012-5-12 SpaceTzs 第第 9 页页 翼尖偏移 0.05m， （大概前缘后掠角为 2.86°） 点击“Save and Close”保存设置并关闭这个对 话框 点击 Polars-Define an Analysis 定义一个分析， XFLR5 基本操作教程基本操作教程 2012-5-12 SpaceTzs 第第 10 页页 这里说明一下， • Polar Name：极曲线名称 • Polar Type：极曲线类型 o Type 1 (Fixed Speed)：固定速度 o Type 2 (Fixed Lift)：固定升力 o Type 3 (Fixed aoa)： ：固定攻角 • Plane and Flight Data：飞机和飞行数据 o Free Stream Speed：自由来流速度 XFLR5 基本操作教程基本操作教程 2012-5-12 SpaceTzs 第第 11 页页 o α：攻角 o β：侧滑角 • Flitht Characteris：飞行特性 o Wing Loading：翼载荷 o Tip Re：翼尖雷诺数 o Root Re：翼根雷诺数 • Inertia Properties：转动惯量特性（如果勾选了 Use plane inertia，这些特性就会在另 一个专用的对话框中定义，下面三项参数就不使用了） o Plane Mass：飞机质量 o X_CoG：重心的 X 坐标 o Z_CoG：重心的 Z 坐标 • Aerodynamic Data：气动力数据 o Unit：选择国际单位制或英制 o ρ：空气密度 o ν：空气运动粘度（注意：粘度有两种：动力粘度、运动粘度） • Wing analysis methods：分析方法 o LLT：升力线法 o VLM：涡格法 o 3D panel： （这个我也不知道是啥方法了） • Ground Effect：地面效应 o Height：高度 • Options：选项 o Viscous：粘性流 • Reference Area and Span for Aero Coefficients：说的大概是选择哪个作为飞机的参考 面积 XFLR5 基本操作教程基本操作教程 2012-5-12 SpaceTzs 第第 12 页页 o Wing Platform：机翼平面 o Wing Platform projected on xy plane：机翼在 xy 平面的投影 这里我把默认的 LLT 改为 VLM，点击 OK 确认。

然后，攻角设为-4°~10°，点击 Analyze 这样分析结果就出来了 Results 一栏里，可以选择显示哪些结果： o Cp ：压强分布，这里是总的压强，正方向和 Z 轴一致 XFLR5 基本操作教程基本操作教程 2012-5-12 SpaceTzs 第第 13 页页 o Panel Forces ：每个涡格的升力？ o Lift ：升力 o Moment ：力矩 o Ind. Drag ：诱导阻力 o Visc. Drag ：粘性阻力 o Trans ：转戾的地方？ o Downw. ：下洗 o Surf.Vel. ：表面速度？ o Stream ：流线 o Animate：动画，如果定义了一个攻角范围的话，比如-4°~10°，就可以显示攻 角变化的情景 o Wing Name：现在“Wing Name”是这个飞机的名称 o Wing Span：翼展 o XYProj.Span：向 XY 面投影后的翼展 o Root Chord：翼根弦长 o M.A.C：平均气动弦长 o X_CG：重心的 X 坐标 XFLR5 基本操作教程基本操作教程 SpaceTzs 第第 14 页页 o Wing Area：机翼面积 o XYProj.Area：向 XY 面投影后的机翼面积 o Plane Mass：飞机质量 o Wing Load：翼载荷 o Tip Twist：翼尖扭转 o Aspect Ratio：展弦比 o Taper Ratia：根梢比 o Root-Tip Sweep：后掠角 o V：速度 o Alpha ：攻角 o Sideslip：侧滑角 o Bank： o Control pos.： o CL：升力系数 o CD：阻力系数 o Efficiency：效率？ o CL/CD：升阻比 o Cl：滚转力矩 o Cm：俯仰力矩 o Cn：偏航力矩 o X_CP：压心的 X 坐标值 XFLR5 基本操作教程基本操作教程 SpaceTzs 第第 15 页页 说明：本文档的首个版本由 Sp。