一种适用于低压涡轮叶片转捩-分离流预测的极大涡模拟方法

1

作者 穆宇旸 徐家宽 +3 位作者 李艺 郑国雨 乔磊 白俊强 《推进技术》 北大核心 2025年第5期44-55,共12页

在航空发动机领域中,大负荷低压涡轮叶片表面的流动受强逆压梯度影响,易产生具有高度非定常特性的转捩-分离流。而基于雷诺平均方法(Reynolds Averaged Navier-Stokes,RANS)的转捩模型难以对该现象进行精确模拟。为了提升预测精度,本研... 在航空发动机领域中,大负荷低压涡轮叶片表面的流动受强逆压梯度影响,易产生具有高度非定常特性的转捩-分离流。而基于雷诺平均方法(Reynolds Averaged Navier-Stokes,RANS)的转捩模型难以对该现象进行精确模拟。为了提升预测精度,本研究在改进的极大涡模拟方法(Very Large Eddy Simulation,VLES)基础上耦合适用于叶轮机械流动的γ转捩模型,从而形成了γ-VLES混合预测模型。本研究采用该模型对Pak-B低压涡轮叶片表面的层流分离泡诱导转捩及分离流演化现象进行预测。研究结果表明:γ-VLES模型能够准确计算叶片表面的时均压力系数和速度型,并展现了长分离泡内部瞬态流场中周期性涡的演化脱落过程。模拟结果与实验结果高度吻合,有效克服了RANS框架下γ-Re_(θt)和γ转捩模型在转捩-分离流预测方面的局限。 展开更多

关键词 计算流体力学 RANS/LES混合方法 极大涡模拟 低压涡轮叶片 层流分离泡诱导转捩

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基于改进混合长度尺度的机翼延迟分离涡模拟 被引量：1

2

作者 丘德新 王良军 张武 《航空兵器》 CSCD 北大核心 2022年第4期70-76,共7页

对于中小迎角分离问题,延迟分离涡模拟(Delayed Detached Eddy Simulation,DDES)的方法在计算初期,流动分离区需要一定时间的发展,通常会延迟RANS模式到LES模式的切换,从而低估流动分离。本文采用改进RANS-LES混合长度尺度l_(hyb_new)... 对于中小迎角分离问题,延迟分离涡模拟(Delayed Detached Eddy Simulation,DDES)的方法在计算初期,流动分离区需要一定时间的发展,通常会延迟RANS模式到LES模式的切换,从而低估流动分离。本文采用改进RANS-LES混合长度尺度l_(hyb_new)的方法,对网格尺度和涡探测函数VTM进行修正,基于计算流体力学开源平台OpenFOAM,将修正后的混合网格尺度、涡探测函数VTM_(new)以及二维剪切层识别函数F_(KH)(VTM_(new))植入到S-A DDES模型中,研究了大迎角NACA0012翼型以及12°迎角下的NACA0012半展长矩形机翼绕流问题,并对比了采用原S-A DDES和改进RANS-LES混合长度尺度后的S-A DDES湍流模型计算的机翼背风区涡结构和翼尖涡。结果表明,采用本文方法可以在机翼背风区观察到剪切层的快速失稳,并且能够更加精细地模拟机翼背风区的大尺度非定常涡系结构以及翼尖涡的形成细节,有效地加快DDES方法的RANS模式切换到LES模式。此外,本文还计算了该矩形机翼在18°迎角的分离流问题,进一步验证了所提方法的有效适应性。 展开更多

关键词 延迟分离涡模拟 非定常流动 RANS LES 翼尖涡 OPENFOAM 空气动力学

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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

3

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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侧喷干扰脱体涡模拟研究

4

作者 廖嘉鑫 张庆兵 +1 位作者 陈刚 何厚辛 《现代防御技术》 北大核心 2025年第2期66-73,共8页

跨域飞行器在大气中进行直接力控制时,喷流与来流相互作用,形成相应的干扰流场。已有研究指出,传统的雷诺时均模拟模型在准确预测该干扰流场的强时变和非线性流动特性方面存在困难。为深化对超声速侧向喷流-来流干扰对控制系统的影响及... 跨域飞行器在大气中进行直接力控制时,喷流与来流相互作用,形成相应的干扰流场。已有研究指出,传统的雷诺时均模拟模型在准确预测该干扰流场的强时变和非线性流动特性方面存在困难。为深化对超声速侧向喷流-来流干扰对控制系统的影响及其作用机理的认知,本研究基于锥-柱-裙外形模型,建立了适用于喷流扰流场的湍流高解析数值计算方法。通过对比延迟脱体涡模拟方法和雷诺时均模型在不同网格密度下的仿真结果,研究发现延迟脱体涡模拟方法在流动下游的喷流尾迹干扰区域与雷诺时均方法存在显著差异。在侧喷控制领域,DDES方法在足够解析湍动的网格条件下显著提高了结果的可信度。该研究通过数值模拟支持,深入理解了超声速侧向喷流干扰流场的湍动特性,结果表明动态雷诺时均-大涡模拟方法可以提高雷诺时均模拟的压力预测效果。研究为提高直接力控制系统预测效果提供了参考。 展开更多

关键词 喷流干扰 延迟脱体涡模拟 雷诺时均方法 流动分离 有限元法

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基于DDES方法的叶栅分离旋涡的非定常流动数值研究 被引量：12

5

作者 刘若阳 侯安平 +1 位作者 单树军 倪奇峰 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期16-26,共11页

为了研究叶栅分离旋涡的非定常流动特性,选取亚声速叶栅为研究对象,进行了基于延迟分离涡模拟方法 (DDES)的非定常数值模拟。针对进口Ma0.3的情况,对比分析了进口攻角、叶栅稠度、叶片弯角、叶片中弧线弯度分布和叶片厚度等因素对于叶... 为了研究叶栅分离旋涡的非定常流动特性,选取亚声速叶栅为研究对象,进行了基于延迟分离涡模拟方法 (DDES)的非定常数值模拟。针对进口Ma0.3的情况,对比分析了进口攻角、叶栅稠度、叶片弯角、叶片中弧线弯度分布和叶片厚度等因素对于叶栅分离旋涡运动的影响。结果表明,当攻角增大时,尾迹附近流场会逐渐由定常模式转化为非定常对涡脱落模式,同时对涡脱落频率不断减小;随着攻角的进一步增大,叶背分离强度不断增加,叶背分离涡开始单独脱落,并主导流场旋涡运动。强烈的叶背分离涡脱落引起了叶片气动力的剧烈脉动,其幅值是小攻角状态下由尾迹对涡脱落引起叶片气动力脉动的30倍以上。叶栅几何参数的改变对于流场旋涡运动同样有很大影响,流场同样呈现出"定常尾迹"、"对涡脱落"、"叶背分离涡脱落"这三种主要的旋涡运动形式之一。叶背分离点的相对位置则是影响旋涡非定常运动形式和旋涡脱落频率的主要内在因素。 展开更多

关键词 延迟分离涡方法 旋涡运动 脱落频率 非定常模拟

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基于改进涡方法的膜结构流固耦合研究 被引量：1

6

作者 丁静鹄 叶继红 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第24期61-69,共9页

采用改进涡方法对膜结构的流固耦合进行模拟。将非协调边界元计算势流的方法引入到传统涡方法中,即为改进涡方法。该算法可以精确计算三维粘性、不可压缩流场。采用改进涡方法可以得到每个时间步膜结构的单元节点流场压力,通过与ansys... 采用改进涡方法对膜结构的流固耦合进行模拟。将非协调边界元计算势流的方法引入到传统涡方法中,即为改进涡方法。该算法可以精确计算三维粘性、不可压缩流场。采用改进涡方法可以得到每个时间步膜结构的单元节点流场压力,通过与ansys有限元模型提取出的整体刚度矩阵联合求解得到单元节点位移,并可以由单元节点位移求解出下一时间步的流场分布。由于引入了高效的预处理循环型广义极小残余迭代算法(GMRES),使得边界元法的优势得到了充分发挥,大幅度节省了计算时间。完成了方形平屋盖膜结构气弹模型风洞试验。采用该算法对膜结构流固耦合效应计算得到的位移均值大部分与风洞试验吻合,计算结果表明所提出的方法是模拟膜结构流固耦合问题的有益尝试。 展开更多

关键词 膜结构 改进涡方法 流固耦合 数值模拟 气弹风洞试验

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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

7

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SDES方法的翼型动态失速数值模拟研究

8

作者 薛杨柳 赵燮霖 孙文杰 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期999-1006,共8页

动态失速是航空航天领域中一种普遍存在的流动现象,因气动特性很难预测,对飞行器的性能和飞行安全有着严重影响。为了对机翼动态失速过程中的复杂分离流动进行准确模拟,应用屏蔽分离涡模拟(shielded detached eddy simulation,SDES)方法... 动态失速是航空航天领域中一种普遍存在的流动现象,因气动特性很难预测,对飞行器的性能和飞行安全有着严重影响。为了对机翼动态失速过程中的复杂分离流动进行准确模拟,应用屏蔽分离涡模拟(shielded detached eddy simulation,SDES)方法对NACA 0012翼型的动态失速进行了数值模拟,并与延迟分离涡模拟(delayed detached eddy simulation,DDES)方法进行对比研究。首先验证基于静态翼型的CFD(computational fluid dynamics)模型准确性,随后对动态失速获得的升阻力系数和实验数据进行比较评估,同时分析和量化了动态失速的特征现象,并对动态失速的几个典型阶段进行研究。计算表明:对于静态翼型的分离流动,SDES、DDES方法计算结果相差不大;对于具有强烈流动非定常性的动态失速问题,SDES方法体现了较高的预测准确度,能精细的描述流场及漩涡结构并准确地捕捉到动态失速下复杂流动现象,表现出良好的对于复杂分离流动精确模拟的能力,这对于新型RANS/LES混合方法的应用以及研究翼型绕流机理及相关问题有重要意义。 展开更多

关键词 RAN/SLES混合方法 延迟分离涡模拟 屏蔽分离涡模拟 分离流动 动态失速

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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

9

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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基于DDES耦合FW-H方法的吊舱推进器水动力噪声特性 被引量：2

10

作者 高波 梅子逸 +2 位作者 张宁 赖元庆 倪丹 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第7期693-700,共8页

为研究吊舱推进器非定常流场和诱发的声场结构,采用DDES耦合FW-H方法,对其开展了高精度非定常数值计算.结果表明:由于吊柱诱发的强烈动静干涉作用,使螺旋桨至吊柱区域内的压力脉动幅值上升;吊舱推进器的涡量分布较为复杂,由于吊舱体的... 为研究吊舱推进器非定常流场和诱发的声场结构,采用DDES耦合FW-H方法,对其开展了高精度非定常数值计算.结果表明:由于吊柱诱发的强烈动静干涉作用,使螺旋桨至吊柱区域内的压力脉动幅值上升;吊舱推进器的涡量分布较为复杂,由于吊舱体的扰流作用,除螺旋桨本身产生的主、副涡外,还出现干涉尾涡结构,且主涡区向上偏移.通过计算盘面上各个声接收点处的谐波频率标准差发现,声场在浆盘面上无明显声指向性.通过设置空间曲面内的声接收点阵列,获得了吊舱推进器的声场空间分布特性.发现轴频和叶频始终是其主要频率;在螺旋桨桨盘面附近的声压脉动无明显指向性,但在空间曲面上,轴频和叶频的分布特征明显,存在有明显形状的高低值区;在吊舱推进器后方,声压逐渐衰减,但叶频处能量衰减趋势小于轴频处. 展开更多

关键词 吊舱推进器 延迟分离涡模拟 非定常流场 水动力噪声

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基于动态分区概念的高超声速燃烧大涡模拟

11

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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七叶大侧斜螺旋桨空泡特性及梢涡演化数值模拟研究 被引量：6

12

作者 齐江辉 郭健 +2 位作者 郑亚雄 董斌 朱成华 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期2605-2612,共8页

为研究七叶大侧斜螺旋桨尾流场及梢涡特性,基于延迟分离涡方法(DDES)建立了螺旋桨空化流场数值预报模型,为验证所建立数值模型的准确性,进行了多套不同尺度网格的不确定性分析,同时将非定常流动中螺旋桨(VP1304)螺旋桨空泡及梢涡特性计... 为研究七叶大侧斜螺旋桨尾流场及梢涡特性,基于延迟分离涡方法(DDES)建立了螺旋桨空化流场数值预报模型,为验证所建立数值模型的准确性,进行了多套不同尺度网格的不确定性分析,同时将非定常流动中螺旋桨(VP1304)螺旋桨空泡及梢涡特性计算结果与试验结果进行了对比。基于该模型对七叶大侧斜螺旋桨的尾流场及梢涡特性进行了数值分析,计算结果表明:本文所建立的数值模型精度较高,可以准确地捕捉到梢涡空泡及梢涡尾流场特性;同时DDES方法相比RANS方法在对复杂湍流流动的捕捉能力更强,更适用于螺旋桨梢涡捕捉;尾流场网格加密对尾流场模拟及准确捕捉梢涡十分重要,但对螺旋桨水动力性能影响不大;尾流区域的轴向速度场可以分为加速流动区和自由流动区,进速系数越小,自由流动区与加速流动区之间的界限向外扩张越明显;E1619桨在重载工况有明显的梢涡空泡产生,而轻载工况空泡面积较小且无梢涡空泡发生;梢涡在向下游发展过程中会发生相互融合,进速系数越大,融合发生得越晚,梢涡强度也越小;七叶大侧斜螺旋桨在尾流区域会产生一个分支涡,分支涡起始于吸力弯曲面下缘,且与梢涡呈一定的夹角,进速系数越大,夹角越小。 展开更多

关键词 七叶螺旋桨 延迟分离涡模拟 空泡特性 梢涡演化 尾流场

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倾转机翼旋翼无人机倾转过渡状态数值模拟 被引量：1

13

作者 王宗辉 杨云军 +1 位作者 赵弘睿 赵佳祥 《现代防御技术》 北大核心 2024年第3期9-19,共11页

倾转机翼旋翼无人机相较于传统构型倾转旋翼机能够显著改善悬停状态旋翼尾迹对机翼的气动干扰影响,提高飞行效率。针对该构型无人机具有复杂非定常气动特性的连续倾转过渡过程,采用由经典的分离涡模拟方法(DES)改进得到的延迟分离涡模... 倾转机翼旋翼无人机相较于传统构型倾转旋翼机能够显著改善悬停状态旋翼尾迹对机翼的气动干扰影响,提高飞行效率。针对该构型无人机具有复杂非定常气动特性的连续倾转过渡过程,采用由经典的分离涡模拟方法(DES)改进得到的延迟分离涡模拟方法(DDES)对其进行流场气动干扰计算,倾转过渡过程中无人机前飞速度、旋翼桨距角、机身与固定翼迎角以及短舱倾转角都随时间动态变化。通过与无倾转机翼传统构型对比,分析了倾转过渡过程气动性能变化以及流场机理。仿真计算结果表明,倾转初始状态无人机受到旋翼下洗流影响较小,在30°短舱倾转角以前的倾转过程,由于倾转机翼段阻力增大,导致旋翼需用拉力增大。倾转机翼段在倾转过程中产生的分离涡与旋翼下洗流尾迹产生碰撞干扰,导致在机翼翼梢位置产生更大的尾迹干扰区域,并且对内侧固定翼翼梢产生下洗效果,降低了整机升力。 展开更多

关键词 倾转机翼 无人机 延迟分离涡模拟 倾转过渡 气动干扰 非定常气动特性

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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

14

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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涡结构对小颗粒在圆管背风面碰撞分布的影响 被引量：7

15

作者 李相鹏 周昊 岑可法 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期605-609,共5页

针对锅炉管背风面飞灰沉积过程,采用数值模拟的方法进行了研究.对绕柱气相湍流的模拟采用了较新的分离涡模拟方法（detached eddy simulation, DES）,通过对粒径为1～10 μm的颗粒在圆管背风面碰撞分布规律的计算发现背风面近壁区存在... 针对锅炉管背风面飞灰沉积过程,采用数值模拟的方法进行了研究.对绕柱气相湍流的模拟采用了较新的分离涡模拟方法（detached eddy simulation, DES）,通过对粒径为1～10 μm的颗粒在圆管背风面碰撞分布规律的计算发现背风面近壁区存在的主涡、二次涡和分离点附近小涡对颗粒在背风面的碰撞均有一定的影响.当速度较小时,随着粒径的增大,颗粒在背风面碰撞的质量逐渐增加,大颗粒在主涡和二次涡作用下均有较大的碰撞质量流量,而且二次涡的作用明显强于主涡;速度增加后,由背风面3种涡结构引起的颗粒碰撞量均有不同程度的减少,此时主涡的作用较强,而且二次涡引起的大颗粒碰撞量有明显减少.通过与实验测试结果进行对比检验,证明了数值模拟结果的准确性. 展开更多

关键词 分离涡模拟方法(DES) 颗粒 涡结构 碰撞分布

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SST-DDES模型在大分离流动问题中的应用 被引量：8

16

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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宽速域RANS-LES混合方法的发展及应用 被引量：15

17

作者 肖志祥 罗堃宇 刘健 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2017年第3期338-353,共16页

传统的雷诺平均方法(RANS)已经不能满足大范围分离、激波振荡、压力脉动、动载荷等极端工况下的流动预测需求;大涡模拟(LES)、直接数值模拟(DNS)等方法资源耗费多、效率低,离工程湍流问题仍较为遥远。RANSLES混合方法结合了RANS高效率和... 传统的雷诺平均方法(RANS)已经不能满足大范围分离、激波振荡、压力脉动、动载荷等极端工况下的流动预测需求;大涡模拟(LES)、直接数值模拟(DNS)等方法资源耗费多、效率低,离工程湍流问题仍较为遥远。RANSLES混合方法结合了RANS高效率和LES高精度的特点,近期有望大规模应用到工程湍流问题中。首先对现有的RANS-LES混合方法进行了归类,对各自的构造思想、特点进行了分析。然后报告了脱体涡模拟(DES)类方法的发展历程和现状,讨论了使用DES类方法计算分离流动时,对流项离散格式对分离特性、小尺度结构及频谱特性等的影响,并构造了自适应耗散函数。最后介绍了近年来国内外RANS-LES混合方法在宽马赫数范围(马赫数从0.1到20)内的机理研究和工程应用。现有的以DES类方法为代表的RANS-LES混合方法能够较为精细地模拟非定常大分离流动中的复杂现象,但在计算效率等方面还有较大的改进空间;植入式DES方法在模拟全机带部件流动上具有较高的效率和模拟精度,是重要的发展方向。RANS-LES混合方法在动态失速、燃烧、气动弹性、气动噪声、气动光学等与非定常流动密切相关的方面也有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 RANS-LES混合方法 脱体涡模拟 计算流体力学 非定常流动 流动分离 高雷诺数湍流

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船舶操纵运动CFD数值模拟研究进展 被引量：14

18

作者 王建华 万德成 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期813-824,共12页

船舶操纵性是船舶设计中最关心的性能之一,而船舶操纵运动响应可以用于评估操纵性能的优劣。随着高性能计算机的飞速发展以及计算流体力学的长足进步,采用CFD全粘性流场求解方法进行船舶操纵运动,尤其是带桨带舵船舶操纵运动的数值模拟... 船舶操纵性是船舶设计中最关心的性能之一,而船舶操纵运动响应可以用于评估操纵性能的优劣。随着高性能计算机的飞速发展以及计算流体力学的长足进步,采用CFD全粘性流场求解方法进行船舶操纵运动,尤其是带桨带舵船舶操纵运动的数值模拟研究有着巨大的潜力和工程应用前景。本文阐述了基于CFD方法进行的船舶操纵运动数值模拟及约束船模操纵运动和自航船模操纵运动数值模拟研究状况,阐述了螺旋桨体积力模型、滑移网格方法和重叠网格方法在自航船舶操纵运动数值模拟中的研究进展。简述了船舶操纵运动数值模拟研究中的挑战及未来研究的趋势。 展开更多

关键词 船舶操纵运动 CFD数值模拟 船桨舵相互作用 粘性流场 体积力模型 滑移网格方法 重叠网格方法 RANS方法 分离涡模拟

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复杂湍流流动的混合RANS/LES方法研究 被引量：8

19

作者 孙明波 汪洪波 +2 位作者 梁剑寒 刘卫东 王振国 《航空计算技术》 2011年第1期24-29,33,共7页

混合RANS/LES方法是近年来复杂湍流模拟的重要方法。简要回顾了混合RANS/LES模拟方法的发展历程,着重总结和分析了分离涡混合模型、类Menter SST混合模型以及湍流能量谱一致混合方法三类混合模型的构造方法和发展历程,对这三种方法的应... 混合RANS/LES方法是近年来复杂湍流模拟的重要方法。简要回顾了混合RANS/LES模拟方法的发展历程,着重总结和分析了分离涡混合模型、类Menter SST混合模型以及湍流能量谱一致混合方法三类混合模型的构造方法和发展历程,对这三种方法的应用以及优缺点进行了简要评述,最后指出了混合RANS/LES方法发展应该兼顾的问题,为下一步的混合RANS/LES模拟提供了参考。 展开更多

关键词 湍流流动 混合RANS/LES方法 混合函数 分离涡模拟

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并列三柱体风致干扰DDES模拟分析 被引量：1

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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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