基于延迟脱体涡模拟方法对Gurney襟翼分离流动的数值模拟 被引量：2

1

作者 夏明 张晓东 钟伯文 《航空制造技术》 北大核心 2014年第16期114-117,共4页

采用基于k-ωsst湍流模型的延迟脱体涡模拟DDES(Delayed-Detached Eddy Simulation)混合算法对施加Gurney襟翼的两段翼进行了数值模拟,重点讨论了DDES与非定常雷诺平均方法 URANS(Unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes)对Gurney襟... 采用基于k-ωsst湍流模型的延迟脱体涡模拟DDES(Delayed-Detached Eddy Simulation)混合算法对施加Gurney襟翼的两段翼进行了数值模拟,重点讨论了DDES与非定常雷诺平均方法 URANS(Unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes)对Gurney襟翼分离绕流的数值模拟能力,并与试验结果进行对比。计算结果表明DDES方法结合了URANS与大涡模拟LES(Large Eddy Simulation)的优点,在分离流场脱体涡模拟方面具有优势,在Gurney襟翼的流场研究中体现出更强的模拟能力。 展开更多

关键词 延迟脱体涡模拟 GURNEY襟翼 κ-ωsst 湍流模型 分离流动

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SST-DDES模型在大分离流动问题中的应用 被引量：8

2

作者 胡偶 赵宁 沈志伟 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期206-211,共6页

采用基于SST k-ω湍流模型耦合延迟脱体涡模拟技术(Delayed detached-eddy simulation,DDES)的SSTDDES模型,数值求解Navier-Stokes方程。并针对低速流动问题,发展了基于隐式双时间步方法的低速预处理技术,用于数值模拟低速、高雷诺数湍... 采用基于SST k-ω湍流模型耦合延迟脱体涡模拟技术(Delayed detached-eddy simulation,DDES)的SSTDDES模型,数值求解Navier-Stokes方程。并针对低速流动问题,发展了基于隐式双时间步方法的低速预处理技术,用于数值模拟低速、高雷诺数湍流大分离流动问题。数值模拟了低速大迎角三角翼绕流及大迎角6∶1椭球绕流,观察到与物理现象相一致的旋涡特征,且得到的定量数值结果与实验数据相吻合。 展开更多

关键词 SST κ-ω湍流模型 延迟脱体涡模拟 预处理 NAVIER STOKES方程 分离流动

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基于分离涡模拟的对转舵桨水动力性能数值分析 被引量：2

3

作者 王志勇 范佘明 +1 位作者 孙群 张晨亮 《船舶》 2019年第3期11-20,共10页

基于OpenFOAM 软件平台,采用改进的延迟分离涡模拟(IDDES)模型,结合滑移网格方法,对一组对转桨和对转舵桨的水动力性能进行数值预报,并利用快速傅里叶变换(FFT)对推力系数进行频谱分析。对转桨数值计算结果与模型试验结果比较,推力、扭... 基于OpenFOAM 软件平台,采用改进的延迟分离涡模拟(IDDES)模型,结合滑移网格方法,对一组对转桨和对转舵桨的水动力性能进行数值预报,并利用快速傅里叶变换(FFT)对推力系数进行频谱分析。对转桨数值计算结果与模型试验结果比较,推力、扭矩系数以及推进器效率的误差分别在3%、2%和5%左右,验证了该数值方法的可行性。对转舵桨数值计算结果提示:压差阻力是吊舱和立柱阻力的主要成分,在立柱的前端存在回流,对立柱的优化设计可以从这两方面入手;立柱和吊舱的存在能够减小轴承力导致的振动。 展开更多

关键词 改进的延迟分离涡模拟 对转舵桨 频谱分析 相互干扰

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基于动态分区概念的高超声速燃烧大涡模拟

4

作者 姚卫 刘杭 +2 位作者 张政 肖雅彬 岳连捷 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期954-974,I0003,共22页

本文基于动态分区概念开展了亿级网格的高马赫数全尺寸超燃冲压发动机内外流耦合一体化改进延迟分离涡(IDDES)模拟研究.研究建立了包括动态分区火焰面湍流燃烧模型(DZFM)、分区自适应化学(ZDAC)和分区并行自适应建表(Z-ISAT)的完整动态... 本文基于动态分区概念开展了亿级网格的高马赫数全尺寸超燃冲压发动机内外流耦合一体化改进延迟分离涡(IDDES)模拟研究.研究建立了包括动态分区火焰面湍流燃烧模型(DZFM)、分区自适应化学(ZDAC)和分区并行自适应建表(Z-ISAT)的完整动态分区燃烧模拟框架,并通过1.15亿网格的马赫数12 REST标准高超声速燃烧室模型初步验证了分区模拟框架的保真性.DZFM通过分区解耦的思想既准确表征了当地湍流化学交互作用关系,又有效提升了整场湍流燃烧的计算效率.Z-DAC和Z-ISAT通过在分区框架内对化学反应机理进行动态实时简化和建表查询,可进一步提升当前分区内化学反应的求解效率.基于1.25和1.4亿网格动态分区框架对比分析了马赫数10条件下中心支板(strut)和壁面撑挡型(pylon)两类构型氢气高超声速燃烧室特性.支板或撑挡结构均诱发了明显的边界层分离和头部回流区,由此两种燃烧室均出现了较长区域的喷注点前部燃烧现象.基于Borghi图的数值分析表明当前氢气高超声速燃烧室中广泛存在扩散控制为主的火焰面模式,效率提升的瓶颈在于高效增混.壁面撑挡燃烧室具有较高的穿透深度和近场混合效率,因而燃烧效率高于净推力准则80%,相应的比冲1234 s也远高于中心支板燃烧室的437 s.分区自适应化学方法在将近一半的计算域上降低了反应求解计算代价,特别是在无燃料区反应机理的简化幅度更加明显.相比与传统的有限速率PaSR模型,DZFM模型实现了高达11倍的加速比. 展开更多

关键词 高超声速燃烧 动态分区火焰面 分区自适应化学 分区并行自适应建表 改进延迟分离涡模拟

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后置定子泵喷推进器噪声辐射特性分析

5

作者 杜通成 武建国 +2 位作者 韩光哲 张敏革 武天龙 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期2185-2194,共10页

为了探究后置定子对泵喷推进器噪声的影响,本文利用杆-翼模型完成了噪声数值方法的验证,并基于分块结构性网格对研究模型进行了瞬态模拟。分析了后置定子对流场的影响,提取了模型周围若干监测点噪声数据,探究了其噪声辐射特性。结果表明... 为了探究后置定子对泵喷推进器噪声的影响,本文利用杆-翼模型完成了噪声数值方法的验证,并基于分块结构性网格对研究模型进行了瞬态模拟。分析了后置定子对流场的影响,提取了模型周围若干监测点噪声数据,探究了其噪声辐射特性。结果表明:定子叶片增大了转子尾流的轴向速度,提高了推进器的推进性能;定子叶片还能够平衡转子产生的压力涡旋,均匀尾流压力;从整体声场指向性分布来看,在轴向方向转子噪声占据主导影响,在小范围的径向方向导管噪声对整体噪声影响较大,定子噪声对整体噪声影响最小;随着距离增加,声场中的低压区指向性由前缘120°和240°向中部收缩,最终整体呈现“∞”型;在轴向方向低频段噪声衰减最快,并且随着距离的增加,衰减速度越来越快,在径向方向上,低频段噪声衰减速度变化并不明显。 展开更多

关键词 泵喷推进器 后置定子 瞬态模拟 杆-翼噪声 改进的延迟分离涡模型 FW-H方程 噪声辐射 噪声衰减

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后置定子泵喷推进器压力脉动特性分析

6

作者 杜通成 武建国 +2 位作者 张敏革 王昌强 王伟 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第3期62-68,共7页

基于改进的延迟分离涡模型对后置定子泵喷推进器瞬态流场进行数值模拟,所得推力计算值与试验值最大误差为4.68%,验证数值模拟的可靠性。分析泵喷推进器近流场压力脉动时频域特性,研究多工况下后置定子表面压力系数、声压脉动时均值的分... 基于改进的延迟分离涡模型对后置定子泵喷推进器瞬态流场进行数值模拟,所得推力计算值与试验值最大误差为4.68%,验证数值模拟的可靠性。分析泵喷推进器近流场压力脉动时频域特性,研究多工况下后置定子表面压力系数、声压脉动时均值的分布规律。结果表明,泵喷推进器内压力脉动主要受转子影响,脉动周期与转子旋转周期一致,频域峰值出现在低频段且均为转子叶片通过频率的整数倍;后置定子平衡转子扭矩的做功区集中在定子前缘,并沿弦向贡献逐渐降低,尾缘约1.8%定子弦长位置对平衡扭矩近乎无贡献;前缘是定子噪声的主要贡献源,在高进速系数下,尾缘表现为定子噪声的次要贡献源,随着进速系数的降低,尾缘对定子噪声贡献逐渐降低。 展开更多

关键词 泵喷推进器 压力脉动 改进的延迟分离涡模型 数值模拟

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分区参数对超声速湍流燃烧动态分区火焰面模拟的影响

7

作者 南江浪 张政 +1 位作者 姚卫 刘凤君 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期704-714,共11页

文章基于动态分区火焰面模型(DZFM)和改进延迟分离涡(IDDES)湍流模型对DLR中心支板稳焰的超声速燃烧室进行数值模拟.对无反应状态燃烧室的模拟准备复现了燃烧室内复杂的波系结构以及中心射流失稳发展过程,燃烧状态下的模拟结果较好地捕... 文章基于动态分区火焰面模型(DZFM)和改进延迟分离涡(IDDES)湍流模型对DLR中心支板稳焰的超声速燃烧室进行数值模拟.对无反应状态燃烧室的模拟准备复现了燃烧室内复杂的波系结构以及中心射流失稳发展过程,燃烧状态下的模拟结果较好地捕捉了火焰推举、OH基团以及平均温度等火焰结构特征,由此验证了所采用数值模拟方法的适用性.此外,由反应状态标量(OH基)在混合分数空间中的分布可知,反应标量与混合分数在全场内不满足强相关性.通过增加流向坐标、马赫数以及燃烧热释放速率作分区参数可显著抑制反应状态标量在混合分数空间内的条件脉动,其中热释放速率的作用最显著.进一步对比采用不同多参数分区的DZFM模型所得火焰结构,发现对于处于预混燃烧状态的支板尾迹区以及高雷诺数剪切层区域火焰,采用包含燃烧热释放速率、流向坐标以及混合分数作为分区指标的三参数分区DZFM模型可显著提高模型的准确性. 展开更多

关键词 超声速燃烧 动态分区火焰面 多参数分区 条件脉动 改进延迟分离涡模拟

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使用RANS/LES混合方法对钝前缘三角翼进行数值模拟(英文) 被引量：7

8

作者 白俊强 王波 孙智伟 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期373-379,共7页

阐述了建立在一方程湍流模型基础上的分离涡模型(DES)和延迟脱体涡模型(DDES),它们很好地模拟了壁面附近的小尺度流动。该方法在大攻角分离流区域,使用了亚格子应力的Smagorinsky大涡数值模拟,模拟亚音速旋涡流动。使用大攻角下的钝前缘... 阐述了建立在一方程湍流模型基础上的分离涡模型(DES)和延迟脱体涡模型(DDES),它们很好地模拟了壁面附近的小尺度流动。该方法在大攻角分离流区域,使用了亚格子应力的Smagorinsky大涡数值模拟,模拟亚音速旋涡流动。使用大攻角下的钝前缘65°大后掠三角翼模型,研究了CFD对涡的发展、破裂以及复杂涡的发展和演变的模拟能力。研究结果说明了方法对模拟分离流动是可行的。 展开更多

关键词 分离涡模拟 延迟脱体涡模拟 分离流 数值模拟 湍流模型

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小角度斜流下导管桨/螺旋桨尾流场数值分析 被引量：2

9

作者 张嶔 何聪 +2 位作者 许情 赵昌宇 郭子康 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期1102-1108,共7页

为了研究典型进速系数J=0.4下,小角度斜流(15°、30°)导管桨/螺旋桨尾流场特性,本文采用延迟分离涡模拟和滑移网格相结合的非定常尾涡演化数值模型对其进行模拟分析。数值研究表明:随着入流倾角的增加,螺旋桨相较于导管桨无外... 为了研究典型进速系数J=0.4下,小角度斜流(15°、30°)导管桨/螺旋桨尾流场特性,本文采用延迟分离涡模拟和滑移网格相结合的非定常尾涡演化数值模型对其进行模拟分析。数值研究表明:随着入流倾角的增加,螺旋桨相较于导管桨无外围导管的保护作用,其尾流场受倾角的影响作用较为明显,且其叶梢涡与桨毂涡的相互作用更加剧烈,流场涡结构也更为复杂。从对尾流场湍流动能的分析可以看出,导管桨的部分湍流动能因转化为导管的推力略低于螺旋桨。 展开更多

关键词 导管桨 螺旋桨 斜流 延迟分离涡模型 滑移网格 数值模型 流场特性 尾涡结构

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并列三柱体风致干扰DDES模拟分析 被引量：1

10

作者 张爱社 高翠兰 王元雷 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期748-753,共6页

采用基于SST k-ω湍流模型的延迟分离涡模拟方法DDES(Delayed detached eddy simulation),对三并列线性布置柱体的风荷载和流场特性进行了数值模拟。为验证方法的有效性,对单个三维方柱绕流进行了计算分析,比较计算值与试验结果的风荷... 采用基于SST k-ω湍流模型的延迟分离涡模拟方法DDES(Delayed detached eddy simulation),对三并列线性布置柱体的风荷载和流场特性进行了数值模拟。为验证方法的有效性,对单个三维方柱绕流进行了计算分析,比较计算值与试验结果的风荷载特征,两者符合较好。然后采用DDES研究了三并列方柱对称布置时,间距比对中间受扰建筑风致干扰的问题。数值结果表明,间距比较小时对受扰建筑风荷载分布有较大影响。总的来看,当间距比约为3.0时,受扰建筑的影响达到最大。同时,数值分析了三方柱周围瞬态流场特征,探讨了临近建筑之间的干扰机理。结果表明,SST-DDES方法能够较好地预测绕方柱流动分离问题,可为群体高层建筑气动相互干扰研究提供参考。 展开更多

关键词 并列三柱体 干扰效应 延迟分离涡模拟 风荷载 湍流模型

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尾缘控制措施对开式空腔噪声抑制效果研究

11

作者 张群峰 闫盼盼 黎军 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期170-181,共12页

利用基于Menter SST k-ω湍流模型的改进延迟分离涡模拟方法,对开式空腔气动声学特性进行了数值模拟研究,在腔体尾缘采用后壁开孔板加耗能腔的方法进行流动控制。分别研究了在亚声速和超声速来流条件下,所选取的控制措施对气动噪声的抑... 利用基于Menter SST k-ω湍流模型的改进延迟分离涡模拟方法,对开式空腔气动声学特性进行了数值模拟研究,在腔体尾缘采用后壁开孔板加耗能腔的方法进行流动控制。分别研究了在亚声速和超声速来流条件下,所选取的控制措施对气动噪声的抑制效果;利用数值纹影方法等流场分析技术对开式空腔气动噪声的控制机理进行了分析。研究结果表明:亚声速来流条件下,耗能腔尺寸的选择对噪声抑制效果存在较大影响,若耗能腔尺寸过小,不但无法有效抑制腔体内气动噪声反而会使噪声水平大幅升高,最高升幅达12 dB;耗能腔尺寸增加后,腔体内噪声得到抑制,噪声降低幅度随着耗能腔尺寸的增加而增大。超声速来流条件下,所选用的控制措施可以有效地抑制腔体内气动噪声水平,开式空腔内自持振荡循环被终止,各阶模态频率的纯音噪声消失,噪声最高降幅达到23 dB. 展开更多

关键词 开式空腔 气动噪声 流动控制 数值模拟 改进延迟分离涡模拟

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高雷诺数下多柱绕流特性研究 被引量：34

12

作者 李聪洲 张新曙 +2 位作者 胡晓峰 李巍 尤云祥 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期233-243,共11页

采用改进的延迟分离涡方法数值模拟了高雷诺数下的柱体绕流,包括单圆柱绕流、单方柱绕流、串列双圆柱绕流和串列双方柱绕流,研究了不同雷诺数下圆柱绕流与方柱绕流的水动力特性.计算结果与实验数据及其他文献的数值计算结果吻合良好,研... 采用改进的延迟分离涡方法数值模拟了高雷诺数下的柱体绕流,包括单圆柱绕流、单方柱绕流、串列双圆柱绕流和串列双方柱绕流,研究了不同雷诺数下圆柱绕流与方柱绕流的水动力特性.计算结果与实验数据及其他文献的数值计算结果吻合良好,研究表明,单方柱绕流在2.0×10~3<Re<1.0×10~7范围内未出现类似于单圆柱绕流的阻力危机现象,其平均阻力系数C_d、升力系数均方根C'_1及斯特劳哈尔数S t维持在一定范围内波动.串列双圆柱绕流与串列双方柱绕流中,均选取L/D=2.0,2.5,3.0,3.5和4.0这五中间距比进行计算.串列双圆柱绕流中,当Re=2.2×10~4时,在3.0<L/D<3.5内存在一临界间距比(L_c/D)使得L_c/D前后上下游圆柱的升阻力系数发生跳跃性变化,且当L/D<L_c/D时,下游圆柱的阻力系数为负数.而当Re=3.0×10~6时,则不存在临界间距比,且下游圆柱的阻力系数始终为正数.串列双方柱绕流在Re=1.6×10~4和Re=1.0×10~6两种工况下的临界间距比分别处于3.0<L/D<3.5和3.5<L/D<4.0区间内,且当L/D<L_c/D时,两个雷诺数下的下游方柱阻力系数均为负数. 展开更多

关键词 圆柱绕流 方柱绕流 改进的延迟分离涡模拟方法 高雷诺数中

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低动能来流下背负式进气道非定常流动特性分析

13

作者 刘志敏 闫盼盼 +2 位作者 张群峰 黎星佐 孙超 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期672-680,共9页

为了改善飞翼布局背负式S弯进气道低动能来流状态下的流动性能,采用改进的延迟分离涡模拟(IDDES)方法对原型及改进型背负式进气道流场进行了数值模拟研究,对比分析了进气道流量特性及内部脉动压力特性。结果表明:低动能来流时背负式进... 为了改善飞翼布局背负式S弯进气道低动能来流状态下的流动性能,采用改进的延迟分离涡模拟(IDDES)方法对原型及改进型背负式进气道流场进行了数值模拟研究,对比分析了进气道流量特性及内部脉动压力特性。结果表明:低动能来流时背负式进气道上部唇口附近存在很大的气流转折角,导致唇口产生分离涡;原型进气道唇口分离涡强度高,高能量分离涡在进气道顶部破裂产生了大范围旋涡结构,进一步加剧了流动分离,从而引发进气道内产生强烈的压力脉动,声压级最大幅值高达145 dB;改进型进气道唇口分离涡得到了有效控制,强度大幅下降,进气道内部压力脉动幅值也显著降低,声压级降幅达8 dB;改进型进气道分离的抑制使进气道有效流通截面积增大,质量流量增加。同时,流场出口品质提升,进气道出口综合畸变指数降低了9. 5%。 展开更多

关键词 背负式S弯进气道 分离流动 改进的延迟分离涡模拟(IDDES) 压力脉动 流量

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液体中心式同轴离心喷嘴液膜破碎特性仿真研究 被引量：4

14

作者 楚威 李修乾 +3 位作者 仝毅恒 聂万胜 姜传金 任永杰 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期1522-1533,共12页

为了实现对不同工况下液体中心式同轴离心喷嘴液膜破碎特性的数值模拟研究,采用网格自适应加密技术、耦合的Level-set和Volume of Fluid (CLSVOF)方法对气液界面进行捕捉,利用改进延迟分离涡模拟(IDDES)方法模拟湍流。分析了液膜的破碎... 为了实现对不同工况下液体中心式同轴离心喷嘴液膜破碎特性的数值模拟研究,采用网格自适应加密技术、耦合的Level-set和Volume of Fluid (CLSVOF)方法对气液界面进行捕捉,利用改进延迟分离涡模拟(IDDES)方法模拟湍流。分析了液膜的破碎模式、喷雾锥角、破碎长度以及流场特性。通过观察分析得到:随着气液相互作用的增强,液膜破碎模式依次经历主导表面波发展导致的液膜破碎、Rayleigh-Taylor (R-T)和Kelvin-Helmholtz (K-H)不稳定性引起的液膜破碎,以及气动破碎模式。随着气液动量通量比(Momentum Flux Ratio,MFR)的增大,喷雾锥角和破碎长度逐渐减小且呈渐进趋势,发现无量纲喷雾锥角和破碎长度均与MFR-A成正比例关系。相同液膜破碎模式而不同工况时,主要流场特征一致。 展开更多

关键词 液体中心式同轴离心喷嘴 改进延迟分离涡模拟 CLSVOF方法 破碎模式 动量通量比

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