基于RANS方程的多速域边界层转捩模式构造方法及应用研究

发布时间：2021-02-18 21:26

　　层流减阻一直都是飞行器气动设计的关键研究课题。由于影响层流-湍流边界层转捩发生的流动因素非常复杂,因此边界层转捩判定方法的研究成为热点和难点。鉴于稳定性理论难以与现代CFD（Computional Fluid Dynamics）大规模并行计算兼容,传统转捩模式又存在各种各样的缺点和不足。本文将基于雷诺平均方法框架,结合稳定性理论的分析结果,风洞实验数据以及边界层分析深入研究边界层转捩的机理,并开发适用于现代CFD大规模并行计算的边界层转捩预测方法,从而对不同速域的边界层转捩现象进行高精度数值模拟。本文的主要内容有:（1）详细分析常用的几种湍流转捩模式的建模策略和稳定性理论预测方法以及边界层相似性解,总结各类转捩预测思路,提炼转捩预测方法的精华,为下文构造新型湍流转捩模式做好理论铺垫。（2）基于新的湍流度和压力梯度指示因子,提出一种新型的旁路转捩（bypass）转捩预测关系式,结合间歇因子方程构造k-ω-γ三方程湍流转捩预测模式。对零压力梯度平板、带压力梯度平板和涡轮叶栅流动的bypass转捩现象进行预测和对比分析验证,结果表明对于高湍流度环境中的亚音速边界层转捩现象预测精度较高,转捩预... 

【文章来源】：西北工业大学陕西省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：181 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1-1层流技术在飞行器气动设计中的应用

T-S波演化失稳猝发过程

图1-3层流分离泡转捩示意图

【参考文献】：
期刊论文
[1]γ-Reθ转捩模型的标定研究[J]. 张玉伦,王光学,孟德虹,王运涛.  空气动力学学报. 2011(03)
[2]高超声速圆锥边界层转捩数值研究[J]. 刘伟,杨小亮,赵海洋,陈景兵.  空气动力学学报. 2008(04)
[3]流动稳定性弱非线性理论的进一步改进[J]. 周恒,藤村薰.  中国科学（A辑 数学 物理学 天文学 技术科学）. 1997(12)

博士论文
[1]三维边界层流动失稳与Bypass转捩模式研究[D]. 徐国亮.清华大学 2011
[2]高超音速圆锥边界层的转捩预测及e-N方法的改进[D]. 苏彩虹.天津大学 2008
[3]PSE在可压缩边界层中扰动演化和超音速边界层二次失稳中的应用[D]. 张永明.天津大学 2008



本文编号：3040107