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不同RANS/LES混合方法在汽车标模外流场非定常数值模拟中的对比
1
作者 杨志刚 陶悦 +1 位作者 夏超 史芳琳 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期76-87,共12页
针对MIRA汽车标模外流场,采用RANS/LES混合方法开展非定常数值模拟,通过与风洞实验测力、测压结果进行详细对比分析,探究不同RANS/LES混合方法(DDES、IDDES、SBES、SDES)以及基于不同RANS模型(RKE、SA、SST k-ω、GEKO k-ω)的DDES方法... 针对MIRA汽车标模外流场,采用RANS/LES混合方法开展非定常数值模拟,通过与风洞实验测力、测压结果进行详细对比分析,探究不同RANS/LES混合方法(DDES、IDDES、SBES、SDES)以及基于不同RANS模型(RKE、SA、SST k-ω、GEKO k-ω)的DDES方法在汽车外流场计算中的适用性。研究表明:对于气动力系数,不同混合方法的预测结果都偏高,其中DDES-GEKO模型的相对误差最小;对于表面压力系数,不同混合方法对垂直中截线的压力预测结果与实验值吻合程度较高,其中SBES-GEKO模型的结果更优;DDES模型内嵌不同RANS模型对后风窗的压力预测差别明显,其中SA模型较优;而不同混合方法对车底的压力预测偏差较大,对车底前部压力预测都小于实验值,其中对车底后部,SBES-GEKO模型的结果较优;此外,SBESGEKO模型能较好的识别出尾迹区的非定常流动结构。 展开更多
关键词 MIRA汽车标模 非定常数值模拟 ranS/LES混合方法
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采用RANS/LES混合方法研究分离流动 被引量：16
2
作者 肖志祥 陈海昕 +1 位作者 李启兵 符松 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第2期218-222,共5页
采用结合湍流模式和大涡模拟(LES)的混合方法数值模拟Aerospatial A-profile翼型以及细长椭球体大迎角分离流动。该类混合方法比较适于模拟分离流动:近壁区附体流动采用湍流模式,而远离物面分离区域内的大尺度运动则用LES方法。通过计... 采用结合湍流模式和大涡模拟(LES)的混合方法数值模拟Aerospatial A-profile翼型以及细长椭球体大迎角分离流动。该类混合方法比较适于模拟分离流动:近壁区附体流动采用湍流模式,而远离物面分离区域内的大尺度运动则用LES方法。通过计算和实验结果的对比,混合方法切实可行并具有很大的发展潜力。 展开更多
关键词 ranS/LES混合方法 分离流动 湍流模式
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基于混合LES/RANS方法的引水隧洞施工通风数值模拟 被引量：6
3
作者 王晓玲 刘长欣 +2 位作者 禹旺 刘震 吕鹏 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2018年第10期93-99,共7页
为了获取准确的水电工程引水隧洞施工通风瞬态流场信息并且提高计算效率,基于Realizable k-ε两方程湍流模型建立引水隧洞施工通风三维非稳态混合LES/RANS模型,并结合某引水隧洞施工通风过程进行数值模拟,借助现场实测风速数据对数值模... 为了获取准确的水电工程引水隧洞施工通风瞬态流场信息并且提高计算效率,基于Realizable k-ε两方程湍流模型建立引水隧洞施工通风三维非稳态混合LES/RANS模型,并结合某引水隧洞施工通风过程进行数值模拟,借助现场实测风速数据对数值模拟结果进行验证,同时将混合LES/RANS模型的模拟结果与RANS模型和LES模型的模拟结果进行对比。结果表明:混合LES/RANS数值模拟结果与现场实测数据较为吻合,其平均相对误差仅为4. 9%。混合LES/RANS方法仅需1 163 996个计算网格即可获得准确的瞬态风流场扩散规律,而LES方法所需网格数量近似为前者的2倍。混合LES/RANS方法可以为水电工程引水隧洞的施工通风数值模拟研究提供重要的理论与技术支撑。 展开更多
关键词 引水隧洞 施工通风 数值模拟 混合LES/ranS方法 风流场分布
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嵌入式RANS/LES混合方法在槽道流动数值模拟中的应用 被引量：2
4
作者 李栋 王翔宇 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期799-803,共5页
与传统整体式RANS/LES混合方法相比,嵌入式RANS/LES混合方法不再依靠改进后的湍流模型本身或网格疏密自动划分流场中的RANS区域和LES区域,而是通过对流动现象的预估,人为将LES区域嵌入到RANS区域,从而使RANS区过渡到LES区的交界面尽可... 与传统整体式RANS/LES混合方法相比,嵌入式RANS/LES混合方法不再依靠改进后的湍流模型本身或网格疏密自动划分流场中的RANS区域和LES区域,而是通过对流动现象的预估,人为将LES区域嵌入到RANS区域,从而使RANS区过渡到LES区的交界面尽可能与流向垂直,方便合理附加额外的湍流脉动信息。这样做不但确保了LES在某些复杂流动区域彻底支配地位,更重要的是能够避免RANS区对LES区解析湍流发展的污染和抑制。将槽道流场划分为上游RANS区和下游LES区,在经典的SST-DES模型基础上,采用合成涡方法生成交界面的湍流信息,取得了良好的模拟结果。 展开更多
关键词 嵌入式ranS/LES混合方法 SST-DES 合成涡方法 槽道流动 数值模拟
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基于混合RANS/LES方法的亚声速空腔流动主要影响因素的数值研究 被引量：1
5
作者 艾俊强 谢露 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期927-936,共10页
随着计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)技术的发展,混合雷诺平均N⁃S方程(Reynolds averaged Navier⁃Stokes,RANS)/大涡模拟(Large eddy simulation,LES)类方法被越来越多地应用于航空领域的大分离流动及气动噪声的仿真分... 随着计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)技术的发展,混合雷诺平均N⁃S方程(Reynolds averaged Navier⁃Stokes,RANS)/大涡模拟(Large eddy simulation,LES)类方法被越来越多地应用于航空领域的大分离流动及气动噪声的仿真分析中,并取得了很好的效果。本文选取M219空腔流动风洞试验模型,在Ma=0.85的情况下,进行了混合RANS/LES方法的验证,并进行了网格敏感性分析;然后针对影响空腔流动的几个关键因素进行了仿真研究,并给出了主要的研究结果;最后,针对L/D=7的大长深比空腔,研究了增加隔板形成前后两个L/D=3.5的串列空腔的流动特点。 展开更多
关键词 混合ranS/LES方法 空腔流动 网格敏感性 来流马赫数 串列空腔
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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
6
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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基于非结构/混合网格的高阶精度DG/FV混合方法研究进展 被引量：6
7
作者 张来平 李明 +2 位作者 刘伟 赫新 张涵信 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2014年第6期717-726,共10页
DG／FV 混合方法因其具有紧致、易于推广获得高阶格式及相比同阶精度 DG 方法计算量、存储量小等优点，自提出以来已成功应用于一维、二维标量方程和 Euler／N-S 方程的求解。综述了 DG／FV 混合方法的研究进展，重点介绍了 DG／FV 混... DG／FV 混合方法因其具有紧致、易于推广获得高阶格式及相比同阶精度 DG 方法计算量、存储量小等优点，自提出以来已成功应用于一维、二维标量方程和 Euler／N-S 方程的求解。综述了 DG／FV 混合方法的研究进展，重点介绍了 DG／FV 混合方法的空间重构算法、针对 RANS 方程的求解方法、隐式时间离散格式、数值色散耗散及稳定性分析、计算量理论分析，并给出了系列粘性流算例的计算结果，包括用于验证混合方法数值精度的库埃特流，以及方腔流、亚声速剪切层、低速平板湍流、NACA0012翼型湍流绕流等。数值计算结果表明 DG／FV 混合方法达到了设计的精度阶，且相比同阶 DG 方法计算量减少约40％，而隐式方法能大幅提高定常流的收敛历程，较显式 Runge-Kutta 的收敛速度提高1～2个量级。 展开更多
关键词 非结构/混合网格 间断 Galerkin 方法 有限体积方法 DG/FV 混合方法 ranS 方程
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二维激波/湍流边界层干扰的混合LES/RANS模拟 被引量：1
8
作者 陈逖 孙明波 +1 位作者 范晓樯 刘卫东 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期1-6,共6页
为了降低高雷诺数条件下大涡模拟方法的计算量,将两方程k-ωSST湍流模型与Yoshizawa一方程亚格子模型通过一个衔接函数相结合,构造一种混合大涡/雷诺平均NS方程模拟方法(混合LES/RANS)。使用这种方法及AUSM+-up格式对20°压缩斜坡... 为了降低高雷诺数条件下大涡模拟方法的计算量,将两方程k-ωSST湍流模型与Yoshizawa一方程亚格子模型通过一个衔接函数相结合,构造一种混合大涡/雷诺平均NS方程模拟方法(混合LES/RANS)。使用这种方法及AUSM+-up格式对20°压缩斜坡的马赫2.85流动进行模拟,并考察了固定入口和在入口添加白噪声两种湍流入口边界条件对于结果的影响。模拟结果再现了边界层的分离、再附以及分离激波等现象,计算得到的分离区要显著大于试验结果,对于这种混合模拟方法的缺点进行了分析,并提出了可能的改进方法。 展开更多
关键词 k-ωSST湍流模型 混合LES/ranS方法 AUSM+-up格式 激波/湍流边界层干扰
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基于SDES方法的翼型动态失速数值模拟研究
9
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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连续尺度变换方程在稳态及非稳态流动模拟中的应用
10
作者 张扬 白俊强 +1 位作者 华俊 徐晶磊 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2014年第5期694-699,共6页
为了提高涡粘性假设的湍流模型对于非稳态流动的求解精度,同时兼顾其对于稳态流动的求解性能,将雷诺应力项与连续变换方程(CSSE)结合而形成新的应力项,使其根据流场尺度、网格尺度及Kolmogorov尺度来自动调节当地的应力雷诺应力模化水平... 为了提高涡粘性假设的湍流模型对于非稳态流动的求解精度,同时兼顾其对于稳态流动的求解性能,将雷诺应力项与连续变换方程(CSSE)结合而形成新的应力项,使其根据流场尺度、网格尺度及Kolmogorov尺度来自动调节当地的应力雷诺应力模化水平,避免网格因素在流场模拟中产生不利影响,改正了混合RANS/LES方法的速度型偏离对数率问题;同时,该方法并未引入显式亚格子模型(SGS),因此回避了亚格子系数确定对于流场模拟精度产生的影响,改善了湍流模型对于流动不稳定性的辨识精度。在湍流平板算例中,CSSE方法计算的边界层速度型精度与雷诺平均方法(RANS)相当,而对于圆柱尾迹的模拟则证明了CSSE方法具有混合RANS/LES方法的优点,即能够准确模拟流动的不稳定性特征。 展开更多
关键词 湍流模型 剪切应力 雷诺方程 混合ranS/LES方法
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