基于SEM的RANS/LES耦合计算方法研究
发布时间：2020-12-09 18:48
在工程应用中,湍流扮演着一个非常重要的角色。诸如航空研究中面临的机翼绕流、发动机燃烧室中的油气混合流动以及飞行器表面由湍流涡生成的噪音等问题。因此,在航空发动机中如何准确预测湍流流动,从而观察并分析复杂流动结构是非常重要的。本文在课题组自主研发的RANS和LES计算程序的基础上,对RANS/LES耦合计算方法展开研究;首先通过参阅国内外文献确立了SEM合成涡在工程应用中的优势,给出了合成涡方法的基本方程并对其进行近壁修正得到了更为真实的各向异性湍流。其次本文在耦合程序中添加了S-A一方程湍流-转捩模型,并单独对RANS部分的计算进行平板验证;流动中的长度尺度和时间尺度对于流动的真实性非常重要,为了获得SEM方法所需的所有输入参数,找到了二方程向一方程参数转换的方法。然后本文对发展的RANS/LES耦合计算技术进行平板验证,上游RANS区域采用定常计算,下游LES计算域采用非定常计算,交界面上应用SEM技术,并且SEM所需输入的平均参数均来自于上游RANS的定常计算。最后本文对T106D低压涡轮内部流动进行了定常和非定常数值模拟。本次模拟中,将LES计算域置于涡轮流动较为复杂的尾迹区域,...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
1 RANS/LES 耦合技术的应用
图 1 .2 在 OGV/扩压器模拟中 RANS/LES 计算域的分割[13]图 1. 3 OGV/扩压器模拟中 1/2 叶高处的拉普拉斯涡量图（Q=3）[13]1.4 本文主要工作本文在课题组自主研发的 RANS 和 LES 计算程序的基础上进行 RANS/LES 耦合计算程序的开发。首先，两套程序分别为 Fotran 和 C 语言，为了达到程序的一体化计算，将 RANS 程序转化为了 C 语言，在 LES 代码中加入了 S-A 湍流-转捩模型方程，并将修改后的程序在平板上进行了验证。其次，通过参考 N.jarrin 的方法，成功的进行了 SEM 合成涡技术的开发，并将其作为 LES 计算域进口边界条件进行了平板验证。由于课题组 RANS 程序是基于 SA 一方程湍流模型，为了得到 SEM 所需的全部输入参数（长度尺度、时间尺度等），找到了由二方程 SST 湍流模型向 SA 一方程湍流模型参数转化的方法；最后，将开发的 RANS/LES 耦合计算程序应用于低压涡轮非定常尾迹的研究。按照此顺序，各部分内容安排如下：
南京航空航天大学硕士学位论文 2 1 2, ,i i iS x x x 。图 3.1 为 WENO-JS 重构所用候选模板，可见其候选模板关于界面 i+1/2处并不对称，这样就使得 WENO-JS 格式具有迎风特性。
本文编号：2907318
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
1 RANS/LES 耦合技术的应用
图 1 .2 在 OGV/扩压器模拟中 RANS/LES 计算域的分割[13]图 1. 3 OGV/扩压器模拟中 1/2 叶高处的拉普拉斯涡量图（Q=3）[13]1.4 本文主要工作本文在课题组自主研发的 RANS 和 LES 计算程序的基础上进行 RANS/LES 耦合计算程序的开发。首先，两套程序分别为 Fotran 和 C 语言，为了达到程序的一体化计算，将 RANS 程序转化为了 C 语言，在 LES 代码中加入了 S-A 湍流-转捩模型方程，并将修改后的程序在平板上进行了验证。其次，通过参考 N.jarrin 的方法，成功的进行了 SEM 合成涡技术的开发，并将其作为 LES 计算域进口边界条件进行了平板验证。由于课题组 RANS 程序是基于 SA 一方程湍流模型，为了得到 SEM 所需的全部输入参数（长度尺度、时间尺度等），找到了由二方程 SST 湍流模型向 SA 一方程湍流模型参数转化的方法；最后，将开发的 RANS/LES 耦合计算程序应用于低压涡轮非定常尾迹的研究。按照此顺序，各部分内容安排如下：
南京航空航天大学硕士学位论文 2 1 2, ,i i iS x x x 。图 3.1 为 WENO-JS 重构所用候选模板，可见其候选模板关于界面 i+1/2处并不对称，这样就使得 WENO-JS 格式具有迎风特性。
本文编号：2907318
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