使用Gao－Yong湍流方程計算翼體角偶流動
2012-08-07 10:52:18江立軍
北京航空航天大學學報
2012年10期
關鍵詞：實驗
高 歌 江立軍 高 琳
(北京航空航天大學 能源與動力工程學院，北京100191)
翼體角偶流動在空氣動力學和水動力學研究應用中廣泛存在，例如，飛行器外流，葉輪機械，潛艇，電子元件冷卻以及河流/橋梁流動等.它是一個強三維湍流邊界層流動，有三維邊界層的分離和再附;同時具有強三維各向異性，伴有多個馬蹄渦的形成和發展，具有不同長度尺度的平板邊界層和翼型邊界層的相互干擾以及非定常特征等.正是因為這種湍流流動的復雜性，針對它的實驗研究直到20世紀80年代才開始，詳盡的實驗數據直到90年代才由文獻［1］給出.三維湍流流動的復雜性，使得以往湍流模式的評估與校正通常采用相對簡單的二維邊界層算例，這就導致將這些湍流模式應用于三維湍流流動時，給出的結果往往差強人意.文獻［2］采用12種湍流模式，其中包括線性、非線性渦粘模式，雷諾應力湍流模式等，對翼體角偶流動進行了數值計算，得到的結果與實驗對比相差甚遠，其中雷諾應力模型表現最好，尤其是在尾跡區的馬蹄渦結果捕捉較好，但沒有一個模式得到與實驗數據接近的結果，無論是平均流場還是湍流場.文獻［3］用RANS/LES混合方法計算了翼體角偶流動，結果表明DES(Detached Eddy Simulation)預測分離過早，DDES(Delayed-Detached Eddy Simulation)結果稍有改善，但還是無法令人滿意.Gao-Yong湍流方程［4］從Navier-Stokes方程出發，基于側偏統計平均方法，在推導過程中不曾舍棄任何高階湍流脈動量，模化過程中又采用了符合湍流物理實質的動……
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