作者:易淼荣; 赵慧勇; 乐嘉陵 期刊:《实验流体力学》 2018年第04期
在大规模并行可压缩Navier-Stokes求解器AHL3D框架上,搭建了γ-Reθ转捩模型。在该模型基础上,通过高超声速二维进气道构型算例,加入了可压缩性修正,使其能够模拟可压缩性对转捩位置的影响,同时通过修改分离诱导转捩关键参数,增加了模型对粗糙颗粒诱导强制转捩的敏感性,最后对耦合关系式也进行了适当的修改。为了验证修改后的模型对高超声速自然转捩和强制转捩的预测能力,对Ma7.4Ames全尺寸模型和单个粗糙颗粒诱导Ma6的平板转捩进行...
作者:高翔; 胡骏; 王志强; 张晨凯 期刊:《南京航空航天大学学报》 2018年第03期
通过粒子图像测速仪(Particle image velocimetry,PIV)测量和定常计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)数值模拟相结合的方法,对某三维旋转水平轴风力机模型的流场展开研究。在风洞开口实验段,来流风速为8m/s,针对不同尖速比(λ=4,8)利用PIV技术对风力机叶片的瞬时速度场进行测试。通过定常CFD数值模拟,获得了风力机叶片在相应工况下的流场细节。在8m/s来流风速下,当尖速比大于7.4时,试验测得的风轮扭矩和风能利用...
作者:罗世彬; 朱慧玲; 刘俊 期刊:《飞行力学》 2019年第04期
基于Fluent软件,开展微小型旋翼低雷诺数翼型气动特性研究。首先,采用Laminar层流模型、Spalart-Allmaras(S-A)、标准k-ω、标准k-ε湍流模型以及k-kl-ω转捩模型对Eppler387翼型进行数值模拟,对比分析各模型模拟低雷诺数翼型复杂流动的准确性与适用性。然后,研究了雷诺数对相对弯度6%、相对厚度2.5%的圆弧翼型气动性能的影响,探讨了在一定范围的雷诺数下该翼型流场结构的变化规律,指出高效翼型的流场特性。最后,以一系列几何参数不同...
介绍一种工程实用的两方程转捩模型及其模块化软件实现方法,目的是在自研结构网格求解器中建立粘性计算时自动预测边界层转捩的能力。具体实现中,通过引入两个由当地变量定义的关于间歇因子和当地转捩动量厚度雷诺数的输送方程,并引入一组通过标定得到的经验关联关系修正公式来模化边界层的转捩过程,采用 LU SGS 隐式算法进行模型方程的统一迭代求解。通过一组从低速到高速的经典算例确认计算,结果表明:发展的自由转捩预测程...
作者:徐晶磊; 周禹; 乔磊; 徐家宽 期刊:《推进技术》 2019年第04期
传统转捩模型的构造十分依赖转捩机理的发现和理解,对机理的模化也存在误差。本文基于尺度自适应的KDO湍流模型,以输运变量r=μt/μ重新标定模型参数,使模型整体达到了流动结构自适应,可实现湍流/转捩一体化计算。根据长度尺度的不同,可细分为KDO-tran和CKDO-tran模型。CFD计算评估了经典的T3A,T3B平板边界层旁路转捩,T3A-平板边界层自然转捩,Aero-A翼型分离泡转捩,DLR-F5,6:1椭球横流转捩及可压缩平板边界层、尖锥转捩。该模型无法...
作者:王光学; 王圣业; 葛明明; 邓小刚 期刊:《物理学报》 2018年第19期
基于七阶加权紧致非线性格式(WCNS-E8T7),结合延迟分离涡模拟(DDES)和Ffowcs WilliamsHawkings声比拟方法,对亚临界雷诺数下单圆柱、圆柱-翼型的分离涡/涡致噪声问题进行了数值模拟.针对亚临界雷诺数下圆柱尾迹中的转捩问题,发展了基于γ-Reθ模型高精度转捩-延迟分离涡模拟(Tran-DDES)方法,并与传统基于全湍流剪切应力输运(SST)模型的高精度DDES方法进行了对比.单圆柱模拟结果表明:传统SST-DDES方法会造成平均流场的回流区...
作者:宋文萍; 吴猛猛; 朱震; 吴涛; 聂晗; 范天伦; 韩忠华 期刊:《空气动力学学报》 2018年第02期
发展高效可靠的转捩预测方法是飞行器层流减阻设计的关键。本文针对未来飞行器对层流减阻设计的强烈需求,发展了三种工程实用的转捩预测方法,分别为基于线性稳定性理论的双eN方法、基于流场当地变量的γ-Reθ转捩模型和一种基于动模态分解的DMD/e N转捩预测新方法。通过DLR-F4翼身组合体、镰刀形机翼及NLF0416自然层流翼型转捩预测算例的计算值与实验值对比,验证了所发展的转捩预测方法的正确性。以双eN方法为例,将转捩预测方法与优...
作者:赵振宙; 曾冠毓; 王同光; 李涛; 汪瑞欣; 钱思悦; 郑源 期刊:《中国电机工程学报》 2017年第16期
采用γ-Reθt转捩和SST湍流模型,从来流风速7、10、13、15、20和25m/s六个工况,分别模拟计算Phase VI风轮的转矩、叶片表面压力系数以及表面流线,并与S?rensen计算结果、风洞试验数据进行对比。转矩对比结果表明,转捩模型计算结果与试验值吻合良好,最大误差为7.8%;SST湍流模型最大误差为24.3%;Sorensen计算最大误差为33.4%,误差主要发生在叶片失速风速区域。在大部分叶片截面,转捩模型的表面压力系数结果与试验值更加吻合。从叶片表...
作者:鞠胜军; 阎超; 叶志飞 期刊:《航空学报》 2017年第04期
横流(CF)不稳定性是三维流动中诱发转捩的一项非常重要的因素,考虑到γ-Reθt-CF转捩模型对流向Tollmien-Schlichting波和横流波不稳定性引起转捩的判定均是完全基于当地变量,且Spalart-Allmaras(SA)湍流模型计算效率高,因而将γ-Reθt-CF转捩模型与SA湍流模型相结合,并将其引入开源Standford University Unstructured(SU2)计算流体力学分析平台。为了考察和验证模型的预测精度,分别使用原始γ-Reθt模型和γ-Reθt-CF-SA模型,对NLF(2)-041...
作者:李虹杨; 郑赟; 刘大响 期刊:《航空动力学报》 2016年第09期
为预测粗糙壁面诱导的流动转捩,对Langtry提出的γ-Reθ转捩模型增加粗糙壁面的比耗散率和涡黏性的边界条件,并对模型中的经验关联函数——转捩动量厚度雷诺数进行修正,引入等效沙粒表面粗糙度作为变量,使模型具有一定的预测粗糙壁面诱导的流动转捩的能力.对粗糙平板自然转捩算例和变压力梯度平板绕流算例进行数值模拟,计算结果与风洞实验数据符合的较好.主要结论如下:表面粗糙度一般会增加边界层内的传热系数和阻力系数,同时使层流...
作者:王圣业; 王光学; 董义道; 邓小刚 期刊:《国防科技大学学报》 2016年第04期
为准确模拟航空工程中的转捩问题,在高精度数值风洞平台上采用低速平板试验数据对基于高精度加权紧致非线性格式的γ-Reθ转捩模型进行了标定,并在二维低速问题中进行了应用.计算结果与试验的对比表明:基于高精度加权紧致非线性格式的γ-Reθ转捩模型可准确模拟自然转捩、旁路转捩及分离转捩的位置,并且具有较低的网格敏感性;在中等雷诺数范围,层流区域和湍流区域有相同量级时,计算必须采用转捩模型才能准确模拟阻力系数.
作者:王科雷; 祝小平; 周洲; 王红波 期刊:《航空学报》 2016年第09期
以高空长航时(HALE)太阳能无人机(UAVs)研究为背景,采用基于混合网格技术及k-kL-ω转捩模型求解雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程的多重参考系(MRF)方法,对3种螺旋桨-机翼构型的低雷诺数气动特性进行了高精度准定常数值模拟,在等拉力前提条件下,通过对比机翼气动力系数及表面流场结构特征分析了分布式螺旋桨(DEP)滑流对FX63-137机翼的气动影响。研究表明:螺旋桨滑流影响使得桨后总压及流速显著增大,这是机翼升力增大的主...
作者:罗华玲; 乔渭阳; 许开富 期刊:《西北工业大学学报》 2007年第06期
基于耦合Langtry-Menter转捩模型的SST湍流模型,通过求解雷诺平均的N—S方程组对不同雷诺数工况下5台涡轮部件的性能及流场进行了全三维粘性定常计算。计算结果表明,所预测的5台涡轮效率及流通能力随雷诺数减小的变化量较俄罗斯经验关联曲线所给出的变化量偏低1~2个百分点左右。总的来说,建立的基于转捩模型的数值计算方法能够较好地评估雷诺数效应对涡轮性能的影响,具有较好的工程应用价值。
作者:张雯 刘沛清 郭昊 屈秋林 期刊:《实验流体力学》 2014年第06期
湍流转捩现象对边界层流动的阻力和热交换特性具有严重影响。准确地预测转捩对工程设计意义重大。近年来发展迅速的转捩模型是一种非常适合工程计算的转捩预报方法。本文将转捩模型分成了4个类型,并对每种转捩模型的发展过程加以阐述。在分析和讨论的基础上,总结了目前转捩模型的发展水平,同时也指出尚存的不足之处,为将来构建新的转捩模型以及相关的转捩研究提供建议。
作者:张毅锋 何琨 张益荣 毛枚良 陈坚强 期刊:《宇航学报》 2016年第04期
通过压力梯度参数和湍流普朗特数的修正,对Menter等构造的低速经验关系式转捩模型进行了改进,将基于局部信息的Menter转捩模型用于高超声速流动转捩数值模拟。在多个高超声速尖锥转捩流动模拟中,对改进后模型的可靠性进行了检验,算例考核了不同壁面温度、来流湍流度、流向压力梯度等多种流动条件。结果表明,数值计算和风洞试验的壁面温度、温度恢复因子和热流等符合得较好,修正后模型较好地模拟了转捩起始位置和转捩区长度,...
作者:罗华玲 乔渭阳 许开富 李伟 期刊:《航空动力学报》 2008年第08期
基于Langtry—Menter转捩模型,定常求解雷诺平均的二维粘性N—S方程组,数值研究了不同雷诺数工况下,自由流湍流度(FST)变化对某低压涡轮级流场及性能的影响,揭示了FST对该低压涡轮级叶片吸力面表面流动及涡轮级效率雷诺数效应的影响规律;并基于一种损失分离方法,细分了FST对该低压涡轮级内部各损失分量,如叶型损失、端壁边界层损失,叶尖泄漏损失的影响.
作者:严明 宿兴远 魏然 盛春华 期刊:《航空动力学报》 2009年第12期
基于Launder-Sharma(LS)低雷诺数k-ε两方程湍流模型发展了一种改进的具有转捩敏感性的低雷诺数湍流模型.针对LS模型的可实现性(realizability)问题和前缘滞止点湍动能预测过大的不足,模型进行了改进.改进模型只使用当地物理量,不需要求解壁面距离、y+和边界层积分参数.改进模型能够适用于广泛的流动,且容易应用到通用的计算流体动力学(CFD)程序中.对具有详细数据的零压力梯度平板转捩边界层T3A实验的模拟结果显示,改进模型能够预测...
作者:王运涛 李伟 李松 孟德虹 期刊:《航空学报》 2016年第04期
基于雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程和结构网格技术,采用二阶空间离散精度的MUSCL格式,并结合k-ω剪切应力输运(SST)两方程湍流模型和γ-Reθ转捩模型,研究了梯形翼风洞试验模型中前缘缝翼、后缘襟翼连接装置对气动特性的影响。简要介绍了本文采用的计算方法;介绍了梯形翼的风洞试验模型及风洞试验结果;在网格收敛性研究的基础上,采用"全湍流"方式和转捩模型研究了梯形翼试验模型连接装置对气动特性的影响。通过与不带连接装...
作者:张晓东 高正红 傅林 期刊:《航空计算技术》 2012年第05期
利用作者共同研发的In-house代码TRANS3D平台,在SA和SST两种常用湍流模型框架下构建了γ-Re θt转捩模型,并以二维低速S809层流翼型和三维小后掠跨音速F5层流机翼为对象,比较了两种不同湍流模型构架下γ-Re θt转捩模型预测的气动力特性和流场分布。结果表明:两种转捩模型均能预测航空转捩计算中常见的分离流转捩和自然转捩类型,明显改善了中低雷诺数流场下的预测精度,但由于选取基准湍流模型的不同,基于SA和SST的γ-Re θt转捩模型在流...
作者:王强 赵宁 王同光 钟伟 王珑 期刊:《太阳能学报》 2012年第01期
以风力机专用翼型的动态失速为对象,采用一种基于流场当地变量的Gamma—Theta转捩模型配合SSTκ-ω湍流模型进行数值模拟,研究转捩对动态失速性能的影响和动态失速下的转捩规律。结果表明,使用考虑转捩效应,能够使动态失速过程中上仰段大迎角状态下失速和下俯段气流再附的模拟得到改善。在动态失速上仰段,上表面转捩由后缘分离泡向前缘分离泡的转变过程较快,导致转捩点迅速前移;而在下俯段,前缘分离泡向后缘分离泡的转变过程...