基于k-ω湍流模型的翼尖涡演化过程数值模拟

发布时间：2021-11-18 16:21

　　为深入研究近场翼尖涡的演化过程,同时给远场尾流的计算提供初始参考,建立飞机着陆状态仿真模型,采用结构化网格对模型进行网格划分,利用转捩修正的SST k-ω湍流模型,通过求解不可压缩的N-S（Narier-Stokes）方程对生成的网格进行数值计算,得到了着陆状态下机翼及近翼流场翼尖涡的连续演化过程。研究结果表明:机翼表面形成的两次共转融合涡与次级尾迹涡共同作用于近翼流场,并于0.5L（L为机身长度）处形成稳定的翼尖涡;在整个演化过程中,翼尖涡受环境因素影响较大,并伴随着较大的能量转换。 

【文章来源】：科学技术与工程. 2020,20(35)北大核心

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【部分图文】：

A320飞机等比例缩放与计算模型

在划分网格前,为保证模拟真实着陆过程,屏蔽其他因素的干扰。因此设置流场入口距离模型4c(c为翼展长度),流场出口离模型20c,上壁面离模型5c,下表面离模型1c。为了使计算结果更为精确,则机翼处需生成更加精细的网格。考虑到单纯增加网格节点数或者减小网格增长率会大大增加网格数量,为数值计算带来相应的难度。为了解决这个问题,采用两次O-Block方法对机翼附面层网格进行相应的加密处理。该方法不仅能对局部进行加密,而且可以较好地避免复杂形状的Block顶点处发生的网格扭曲,从而在机翼表面得到所需的边界加密层。O-Block方法划分的机翼网格如图3所示,参数如表2所示。图3 O-Block划分机翼网格

图2 计算流场及计算模型局部放大图表2 网格划分参数Table 2 Meshing parameters 参数 数值 机翼横向(翼根到翼尖)节点数 39 机翼纵向(前缘到后缘)节点数 37 网格增长率 1.2 O-Block节点数 23 边界层高度/m 0.001 5 其余面节点数/m-1 4

【参考文献】：
期刊论文
[1]飞机尾流间隔标准中的机型分类方法[J]. 魏志强,牟明江.  空军工程大学学报(自然科学版). 2019(01)
[2]大型飞机平尾翼尖涡对后体涡系影响的实验研究[J]. 王笑,秦苏洋,向阳,王福新,刘洪.  实验流体力学. 2018(04)
[3]基于改进k-ω SST模型的风力机尾流数值模拟[J]. 杨祥生,赵宁,田琳琳.  太阳能学报. 2017(04)
[4]翼尖涡多阶段演化过程及其对气动力的影响[J]. 张宇轩,王福新.  科学技术与工程. 2016(19)



本文编号：3503216