基于可压缩修正k-ε模型的弹丸气动计算 被引量：2

1

作者 王乐 宋卫东 杨晓霖 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2013年第1期149-151,155,共4页

弹丸在高速飞行时外流场的可压缩性在早期发展的湍流模型中没有体现出来。文中依托OpenFOAM软件平台研究带可压缩性修正的k-ε湍流模型对弹丸气动计算的影响。分别将标准k-ε模型和带有可压缩修正的k-ε模型应用到弹丸气动计算中,发现... 弹丸在高速飞行时外流场的可压缩性在早期发展的湍流模型中没有体现出来。文中依托OpenFOAM软件平台研究带可压缩性修正的k-ε湍流模型对弹丸气动计算的影响。分别将标准k-ε模型和带有可压缩修正的k-ε模型应用到弹丸气动计算中,发现带有可压缩修正的模型更能反映流场的特性,其计算值与试验值更加接近。结果表明,弹丸高速飞行时外流场的可压缩性是不容忽视的,可压缩修正模型能显著提高气动参数的计算精度。 展开更多

关键词 可压缩修正 湍流模型 OpenFOAM软件 气动计算

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可压缩修正的k-ε模型在喉部射流推力矢量喷管中的应用 被引量：1

2

作者 汪东 刘明侯 +2 位作者 韩省思 张先锋 陈义良 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期405-409,共5页

对标准的k-ε双方程湍流模型进行了可压缩性修正,并数值研究二次流矢量喷管中二次流不同入射角度时,二次流入射质量比对矢量偏角、推力效率的影响.通过比较实验数据,发现可压缩修正的k-ε双方程模型较标准k-ε模型、单方程湍流模型具有... 对标准的k-ε双方程湍流模型进行了可压缩性修正,并数值研究二次流矢量喷管中二次流不同入射角度时,二次流入射质量比对矢量偏角、推力效率的影响.通过比较实验数据,发现可压缩修正的k-ε双方程模型较标准k-ε模型、单方程湍流模型具有更好的计算精度.数值研究结果发现,二次流在获得较大的矢量偏角同时,系统推力效率降幅较小;当二次流入射角度为150°时,系统具有最大的矢量偏角. 展开更多

关键词 推力矢量 喉部二次射流 可压缩修正的k-ε模型

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面向宽域超燃冲压发动机的可压缩湍流燃烧建模

3

作者 赵马杰 夏朝阳 +2 位作者 石保禄 王宁飞 侯晓 《火箭推进》 北大核心 2025年第3期247-258,共12页

提出了一种基于压力修正的动态可压缩小火焰/反应进程变量(CFPV)燃烧模型。通过分别对低马赫数和高马赫数飞行工况条件下两级燃料喷注的凹腔超燃冲压发动机燃烧室进行雷诺时均模拟,基于详细化学反应建表的CFPV模型在不同工况条件下的预... 提出了一种基于压力修正的动态可压缩小火焰/反应进程变量(CFPV)燃烧模型。通过分别对低马赫数和高马赫数飞行工况条件下两级燃料喷注的凹腔超燃冲压发动机燃烧室进行雷诺时均模拟,基于详细化学反应建表的CFPV模型在不同工况条件下的预测结果均与实验测量结果相吻合。一方面,与原始未修正的FPV模型相比,考虑可压缩修正的CPFV模型预测精度显著提高。另一方面,与传统有限速率类的部分搅拌反应器(PaSR)模型相比,即使在使用总包机理的情况下,基于详细化学反应机理的CFPV模型也具备了高出近5倍的求解速率。此外,超燃冲压发动机燃烧室的初级燃烧区域在低马赫数条件下呈现双模态燃烧,在高马赫数条件下呈现超燃模态燃烧,而次级燃烧区域则在不同飞行马赫数工况下均呈现双模态燃烧。 展开更多

关键词 宽速域 超声速燃烧 小火焰/反应进度变量模型 可压缩修正

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基于自适应修正模型的飞行器外流场三维计算方法

4

作者 彭革 徐兴贵 +4 位作者 李忠武 任维贺 李康 郑国宪 邓红艳 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2024年第S01期1135-1143,共9页

目前飞行器外流场仿真方法中存在流体可压缩性判断依赖经验知识以及目标外流场三维仿真缺乏封闭约束条件的问题。对此,提出一种基于自适应修正模型的三维外流场数值计算方法。根据飞行器外流场变异系数先验知识,采用加权平均N-S方程表... 目前飞行器外流场仿真方法中存在流体可压缩性判断依赖经验知识以及目标外流场三维仿真缺乏封闭约束条件的问题。对此,提出一种基于自适应修正模型的三维外流场数值计算方法。根据飞行器外流场变异系数先验知识,采用加权平均N-S方程表示可压缩流体物理量分布,同时利用膨胀压缩修正和激波不定项修正两种策略自适应地修正k-ε湍流模型的可压缩性约束条件,并采用壁面函数对近壁区进行近似计算修正约束条件。以某型号无人机外流场分布三维建模仿真实验,结果表明:当飞行器速度达到1.5马赫时,可压缩修正模型出现边界约束条件临界值,所提自适应可压缩修正算法能有效判断气体可压缩性的变化并提升流体分布计算的准确性。 展开更多

关键词 湍流 流场三维仿真 密度加权平均数值模拟 可压缩修正

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超声速可压缩火焰面模型的研究进展 被引量：1

5

作者 高振勋 蒋崇文 李椿萱 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2020年第4期651-659,I0001,共10页

火焰面类模型最初是针对低速流动提出的湍流燃烧模型,本文针对其向超声速可压缩流动的推广研究进行了综述。对于火焰面模型,其数据库建立时环境压强为常数以及静焓与混合分数线性关系的假设在超声速流动中均不适用。数值实验发现:一方面... 火焰面类模型最初是针对低速流动提出的湍流燃烧模型,本文针对其向超声速可压缩流动的推广研究进行了综述。对于火焰面模型,其数据库建立时环境压强为常数以及静焓与混合分数线性关系的假设在超声速流动中均不适用。数值实验发现:一方面,数据库中主要组分浓度对于环境压强的变化并不敏感,但中间产物浓度在不同压强下变化明显;另一方面,静焓与混合分数偏离线性关系这一因素所引起的火焰面模型获得的温度场差别很小。对于火焰面/进度变量模型,其数据库中进度变量的化学反应源项对于压强和静焓-混合分数关系的变化则很敏感,现有考虑这一影响的可压缩修正主要是通过针对利用未经修正的数据库PDF积分后的平均源项进行标度来实现。数值结果表明,可压缩标度方法可有效考虑高马赫数效应对进度变量源项的影响,从而改善火焰面/进度变量模型对超声速燃烧流动的模拟精度。 展开更多

关键词 超声速燃烧 火焰面模型 火焰面/进度变量模型 可压缩修正

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压缩拐角激波/边界层干扰的可压缩湍流模型研究 被引量：4

6

作者 宋友富 徐晶磊 +2 位作者 张扬 白俊强 李蒙 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期281-288,共8页

为研究压缩拐角激波/边界层干扰问题,抓住可压缩流动中的密度变化特性,利用构造的可压缩Von Karman尺度,基于KDO(Kinetic Dependent Only)湍流模型,发展出可压缩湍流模型CKDO(Compressible Kinetic Dependent Only)。通过对8°,16&#... 为研究压缩拐角激波/边界层干扰问题,抓住可压缩流动中的密度变化特性,利用构造的可压缩Von Karman尺度,基于KDO(Kinetic Dependent Only)湍流模型,发展出可压缩湍流模型CKDO(Compressible Kinetic Dependent Only)。通过对8°,16°,20°和24°压缩拐角算例的数值模拟,测试了其对可压缩、激波/边界层干扰这一湍流难题的求解能力。计算结果表明,总体上CKDO模型对壁面压力和壁面摩擦阻力系数的捕捉能力优于其它模型,并且随着压缩拐角角度的增大,其描述该流动的能力更加突出。CKDO模型在24°压缩拐角处计算的分离区大小仅比实验大10%左右,明显比其它模型结果好。这表明CKDO模型在模拟激波/边界层干扰这一类流动中有较好的适用性。 展开更多

关键词 超声速流动 压缩拐角 可压缩修正 激波/边界层干扰 湍流模型

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高超声速流动湍流模式评估 被引量：7

7

作者 耿云飞 阎超 +1 位作者 徐晶磊 康宏琳 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期907-911,共5页

选取了超声速二维膨胀-压缩拐角和高超声速双椭球绕流作为基准流动,考察了几种当前CFD(Computational Fluid Dynamics)工程应用较流行的湍流模式:BL(Baldwin-Lomax)模式、SA(Spalart-Allmaras)模式、k-ω模式以及SST(Shear-Stress Trans... 选取了超声速二维膨胀-压缩拐角和高超声速双椭球绕流作为基准流动,考察了几种当前CFD(Computational Fluid Dynamics)工程应用较流行的湍流模式:BL(Baldwin-Lomax)模式、SA(Spalart-Allmaras)模式、k-ω模式以及SST(Shear-Stress Transport)模式,通过数值计算结果和实验结果的对比及分析,对有关的湍流模式进行了评估,得到一些有意义的结论,并指出受流动可压缩效应的影响,计算高超声速湍流壁面热流时要对现有的湍流模式进行相应的可压缩修正。 展开更多

关键词 高超声速 湍流模式 可压缩修正 计算流体力学

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基于湍动能输运的一方程转捩模型 被引量：5

8

作者 徐晶磊 周禹 +1 位作者 乔磊 徐家宽 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期741-749,共9页

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,... 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。该模型无法精确捕捉层流-湍流的过渡,但能准确捕捉转捩的起始位置(Transition onset),在高Re数、复杂流动的表现尤其突出。该模型捕捉转捩的机制在于流动结构的自适应和湍流输运特性的保存,不引入任何转捩机理却能捕捉多种类型的转捩现象,具有较好的适用性。 展开更多

关键词 湍流模型 转捩模型 高保真 可压缩修正

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DES方法对返回舱气动热环境数值模拟 被引量：3

9

作者 刘佳 阎超 +1 位作者 赵瑞 蒋海军 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期590-594,共5页

脱体涡模拟方法(DES,Detached Eddy Simulation)由于结合了湍流模型(RNAS,Reynolds Averaged Navier-stokes)和大涡模拟(LES,Large Eddy Simulation)两者各自优势,是模拟非定常大分离流动的有效方法.采用基于SA(Spalart-Allmaras)湍流... 脱体涡模拟方法(DES,Detached Eddy Simulation)由于结合了湍流模型(RNAS,Reynolds Averaged Navier-stokes)和大涡模拟(LES,Large Eddy Simulation)两者各自优势,是模拟非定常大分离流动的有效方法.采用基于SA(Spalart-Allmaras)湍流模型的DES方法,对高超声速返回舱外形进行数值模拟,计算所得的返回舱表面压力及热流分布与实验结果吻合,证实了DES方法的优越性.最后,在DES方法中加入可压缩修正,结果证实在高超声速流动中,可压缩修正方法在一定程度上能够提高原始模型的预测性能. 展开更多

关键词 脱体涡模拟方法 可压缩修正 湍流模型 气动热 返回舱

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超声速流动中非线性EASM湍流模式应用研究 被引量：2

10

作者 姜宝森 张亮 +1 位作者 苏鹏辉 李俊红 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期117-122,共6页

针对超声速复杂流动区域精确模拟的需要,发展了基于k-ω可压缩修正形式的非线性显式代数雷诺应力模式(EASM),提高了该模式对超声速复杂流动的数值模拟精度。通过对二维超声速凹槽和三维双椭球的数值计算表明,与SA和SST常规线性涡黏性湍... 针对超声速复杂流动区域精确模拟的需要,发展了基于k-ω可压缩修正形式的非线性显式代数雷诺应力模式(EASM),提高了该模式对超声速复杂流动的数值模拟精度。通过对二维超声速凹槽和三维双椭球的数值计算表明,与SA和SST常规线性涡黏性湍流模式比较,非线性的EASM模式对大分离以及剪切层流动结构的刻画能力更精细,对剪切层再附区的压力及摩擦系数分布模拟更加精确;EASM模式能够准确地模拟二次激波引起的压强和热流分布情况。 展开更多

关键词 湍流模式 显示代数雷诺应力模式 可压缩修正 超声速流动 分离流动 剪切层

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一种超声速射流计算方法与实验验证 被引量：1

11

作者 丛彬彬 万田 樊菁 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期314-323,共10页

高温射流流场计算是尾焰辐射目标特性计算的前提,然而由于缺少可靠实验数据,针对湍流超声速射流的数值模拟多集中于低温射流,高温射流计算与实验的对比工作还很少见。利用k-ωSST双方程湍流模型,模拟了多个典型超声速射流实验的流场速... 高温射流流场计算是尾焰辐射目标特性计算的前提,然而由于缺少可靠实验数据,针对湍流超声速射流的数值模拟多集中于低温射流,高温射流计算与实验的对比工作还很少见。利用k-ωSST双方程湍流模型,模拟了多个典型超声速射流实验的流场速度与温度分布,通过与实验结果进行对比,建立了一种超声速射流计算方法。首先,通过对比多个低温射流的实验与计算结果,探索了湍流模型中可压缩修正以及来流湍动粘性比对超声速射流计算结果的影响;进而,针对火箭发动机尾焰实验,计算尾焰流场与流场红外辐射,流场辐射计算结果与实验观测结果符合较好,进一步验证了计算方法。最终认为经过可压缩修正的k-ωSST双方程湍流模型结合湍动粘性比取值30可以作为超声射流计算中较为典型的湍流计算方法。 展开更多

关键词 尾焰 超声速射流 红外辐射 湍动粘性比 可压缩修正

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简化三方程转捩模型在高超声速流动中的应用 被引量：1

12

作者 蔡林峰 李昊歌 +1 位作者 赵文文 陈伟芳 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2019年第6期945-949,982,共6页

在雷诺平均方法的基础上,通过耦合k-ωSST湍流模型和间歇因子转捩模型,引入湍流模型和转捩模型的可压缩修正方法,对高超声速平板、双楔、尖锥三类模型边界层转捩流动开展了数值模拟研究。与实验结果的对比分析表明基于压力梯度表征参数T... 在雷诺平均方法的基础上,通过耦合k-ωSST湍流模型和间歇因子转捩模型,引入湍流模型和转捩模型的可压缩修正方法,对高超声速平板、双楔、尖锥三类模型边界层转捩流动开展了数值模拟研究。与实验结果的对比分析表明基于压力梯度表征参数T w=R TΩ/ω的简化三方程转捩模型,能够准确捕捉高超声速平板边界层流动的转捩起始位置、转捩区域长度以及湍流区壁面热流。而对于双楔、尖锥模型,改进前的简化三方程转捩模型由于受到流动可压缩效应的影响,边界层转捩后湍流区的壁面热流模拟预测结果明显高于实验值。在添加模型可压缩修正方法后,转捩区域长度和湍流区壁面热流模拟结果得到有效改善,与实验值吻合较好。可见,简化三方程转捩模型在添加可压缩修正方法后具备准确模拟预测高超声速边界层流动转捩的潜力。 展开更多

关键词 简化三方程转捩模型 湍流模型 可压缩修正 高超声速 边界层转捩 斯坦顿数 壁面热流

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