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SST-SAS在小分离流动数值模拟中的表现测试被引量：5: 2014年; 作为一种新型RANS/LES混合方法,基于SST湍流模型的尺度自适应模拟方法(SST-SAS)近来得到越来越多的关注。以AS239翼型最大升力点临界状态为数值模拟算例,测试了SST-SAS在小分离流动中的表现并与SST-DES和SST-DDES进行比较。结果显示,在翼型表面边界层处SAS能够克服DES中出现的网格诱导分离,得到了类似DDES延迟RANS的效果,同时在翼型尾迹区明显降低了小分离流动中强烈的灰区效应影响,尾迹涡结构比DDES更加清晰细密。; 王翔宇李栋; 关键词：灰区

Gurney Flap绕流气动特性研究: 2012年; 采用C-H型多块结构网格和SST k-ω湍流模型求解二维定常雷诺平均NS方程,对NACA4412单段翼型后缘附近和NACA63(2)-215B多段翼型襟翼后缘附近的Gurney Flap绕流进行了数值模拟。讨论了局部网格对计算结果的影响,重点研究了Gurney Flap位置和高度对气动特性的影响。计算结果表明:对于NACA4412单段翼型,Gurney Flap位置对气动性能的影响较小,但随着高度的增加,零升攻角和失速攻角减小,最大升力系数增大,同时阻力系数和力矩系数增加;对于NACA63(2)-215B多段翼型,Gurney Flap对气动性能的影响类似于NACA4412单段翼型情形。; 张振辉李栋; 关键词：FLAP SST 多段翼型

湍流模型源项的数值处理方法对计算结果的影响研究被引量：2: 2014年; 涡粘性湍流模型广泛应用于各种工程湍流问题的计算。对于大多数湍流模型,在湍流控制方程的右端会出现源项,其刚性给数值计算带来很大的影响。从源项的物理意义出发分析了源项导致求解困难的原因,并在通用的求解湍流模型方程的点隐法基础上,以源项弱刚性的S-A湍流模型和源项强刚性的k-ωSST湍流模型为例,论述了生成项和耗散项之间的平衡关系对数值模拟的重要意义,给出了针对不同源项的具体处理方法。对RAE2882翼型跨声速流动算例的模拟结果表明,这些处理方法有效的提高了控制方程组的计算稳定性。; 王翔宇李栋; 关键词：NS 湍流模型 SST 数值模拟

SST-DES在小分离流动数值模拟中的改进被引量：3: 2014年; 在基于剪切应力运输(SST,Shear Stress Transport)分离涡模拟(DES,Detached Eddy Simulation)应对小分离流动的数值模拟中,上游雷诺平均方法(RANS,Reynolds Averaged Navier Stokes)区域内较大的涡黏性通过对流扩散方程传递到下游大涡模拟方法(LES,Large Eddy Simulation)区域,导致自由剪切层解析湍流解迟迟得不到发展,剪切层失稳延后,出现强烈的灰区效应.为此将SST-DES中体现LES求解的类亚格子模式重新构造成标准k方程亚格子模式,防止多变量在RANS和LES交界面处对湍流黏性系数的混合影响,最终得到了一种改进的SST-DES方法.采用该方法对AS239翼型小分离数值模拟并与DES和延迟分离涡模拟(DDES,Delayed Detached Eddy Simulation)结果进行对比,可以看出该方法在壁面边界层保留了SST-DDES特性的同时,在尾迹区大大提高了LES的可解能力,显著降低了灰区的影响.; 王翔宇李栋; 关键词：灰区

Gurney襟翼对多段翼型气动性能影响的数值研究被引量：1: 2014年; 采用剪切应力输运(SST)k-ω两方程湍流模型和C-H型多块结构网格求解二维非定常雷诺平均Navier-Stokes方程,结合襟翼缝道参数变化研究了不同形式的Gurney襟翼(GF)及其几何参数对多段翼型气动性能的影响,GF形式包括主翼和襟翼分别及同时增加GF。在GF绕流数值计算中对GF局部网格进行适当加密,多段翼型不同襟翼缝道参数GF构型的计算结果表明:主翼GF的影响主要取决于缝道参数,通过减小襟翼逆压梯度可以有效抑制襟翼位置并非最优时出现的流动分离,因而能够用来重新优化缝道参数;襟翼GF对基本构型的影响大致相同,升力系数和俯仰力矩系数增加明显且随GF高度非线性变化,但当其高度合适时阻力系数变化不大;主翼和襟翼同时增加GF时,在线性区域内多段翼型气动性能的变化大致为上述两种单独情形的线性迭加。; 张振辉李栋杨茵; 关键词：增升装置多段翼型 GURNEY襟翼气动性能

基于前缘缝翼微型后缘装置的多段翼型被动流动控制被引量：5: 2017年; 以麦道航空公司的三段增升构型为研究模型,采用剪切应力输运(SST)k-ω湍流模型在C-H型多块结构网格上求解二维非定常雷诺平均Navier-Stokes方程,研究了前缘缝翼微型后缘装置(MTED)在多段翼型被动流动控制中的应用。由于MTED改变了实际的缝翼缝道参数,因此首先研究了作为主要改变量的缝道宽度对该三段翼型气动性能的影响,当缝道宽度从参考构型的2.95%c增加至3.98%c时,最大总升力系数约减小4.61%。当在不同缝道宽度基本构型上增加相同MTED时,计算结果表明它对各个翼段的影响定性一致,即前缘缝翼升力增加、主翼升力减小以及后缘襟翼升力基本不变化。这些升力变化的综合作用是:MTED构型线性段总升力系数的变化不大,失速段的变化取决于缝道宽度,当缝道宽度为3.98%c时,高度为0.50%c的MTED构型的最大总升力系数约增加6.98%。; 张振辉李栋杨茵; 关键词：多段翼型前缘缝翼

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: 2015年; 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。; 李栋王翔宇; 关键词：槽道流动数值模拟

层流翼型三维边界层横流驻波精确测量方法研究: 2011年; 后掠机翼的层流控制对于气动减阻有着重要的意义,同时也是非常复杂的研究课题。而对横流驻波的研究是实现层流翼型的一个关键。为此,本文分析并研究了在低湍流度风洞中,采用热线风速仪(CTA)与表面升华法相结合研究由横流不稳定性产生的驻波及其对转捩影响的实验技术,阐述了该实验中架设热线测量系统与升华法表面喷涂的相关技术与细节。实验得到了边界层内的速度剖面图、升华法图形、驻波间距和楔形转捩线。实验结果的综合分析表明热线和升华法一致性很高。说明通过热线风速仪可以方便地测得三维边界层内的流动状态,热线支架在合适的角度下不会影响测量结果,热线探头在测量中对边界层流场的影响较小。所以热线测量的结果可以视作实际流场。研究结果说明,这种研究驻波的方法是可靠而且十分有效的。; 马彪白存儒杨广珺李栋; 关键词：层流翼型热线风速仪

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国家自然科学基金(11072200)