低雷诺数翼型层流分离现象大涡模拟方法

发布时间：2021-12-22 08:41

　　为准确预测翼型低雷诺数条件下出现的层流分离流动现象,发展了基于结构化拼接网格的大涡模拟方法。控制方程为Favre滤波Naver-Stokes方程,并选用多种亚格子模型。空间离散采用AUSM格式以及高阶WENO格式,时间推进采用显式方法和隐式方法。以SD7003翼型在雷诺数60 000及4°迎角下的层流分离流动为研究对象,对比分析了数值格式、亚格子模型、网格尺度对流场预测结果的影响。数值结果表明:划分的计算网格能够有效解析小尺度流动结构,基于隐式亚格子模型、采用AUSM格式和双时间步推进的大涡模拟方法能够准确预测流动分离、转捩、再附等复杂流动现象,计算得到的平均压强系数与雷诺应力分布与文献数据吻合较好。与转捩模式计算结果对比进一步表明:发展的大涡模拟方法能够准确预测翼型低雷诺数层流分离流动非定常演化过程,为下一步的研究工作建立了有效的数值模拟手段。 

【文章来源】：空气动力学学报. 2019,37(06)北大核心CSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

基准计算网格

图3和图4分别对比了统计平均摩阻系数和压强系数，可以看到，双时间步长方法与显式格式计算得到的分布曲线非常接近，而隐式亚迭代方法偏差较大。表1所示的分离点（xs）、转捩点（xt）、再附点（xr）位置的对比进一步表明，双时间步方法计算结果与显式格式接近。此外，双时间步方法的时间步长可取为显式格式的十倍，总的计算量约为显式格式二分之一。因此，在后续计算中均采用双时间步方法进行时间推进。图3 不同时间推进方法平均摩阻系数对比

不同时间推进方法平均摩阻系数对比

【参考文献】：
期刊论文
[1]满足几何守恒律的WENO格式及其应用[J]. 朱志斌,杨武兵,禹旻.  计算力学学报. 2017(06)
[2]低雷诺数下翼型不同分离流态的大涡模拟[J]. 艾国远,叶建.  空气动力学学报. 2017(02)
[3]微型飞行器低雷诺数空气动力学[J]. 李锋,白鹏,石文,李建华.  力学进展. 2007(02)
[4]翼型低雷诺数层流分离泡数值研究[J]. 白鹏,崔尔杰,周伟江,李锋.  空气动力学学报. 2006(04)



本文编号：3546104