基于转捩SST模型凸起圆柱绕流数值研究

为了研究局部凸起对边界层转捩的影响,采用转捩SST模型分别对亚临界、临界和超临界状态下带突起的圆柱绕流问题进行了数值模拟,分析了不同Reynolds数下带突起的圆柱绕流问题的近壁面流动特征以及表面时均压力与摩擦力系数的分布和凸起对圆柱表面流动分离以及转捩的影响,对比了有无凸起两侧圆柱表面时均压力、摩擦力系数的不同.结果表明当来流Reynolds数处于临界区时,气流在圆柱上表面凸起处形成了3个反向旋转的漩涡,之后随着θ的增大,发生了流动分离和流动转捩现象;对于不同Reynolds数下的来流,圆柱上表面的凸起可以使气流发生转捩的位置提前;圆柱上表面的凸起使流速增大、压强降低,从而导致圆柱产生升力,随着来流Reynolds数的增大,其升力逐渐变大.

基于γ修正的转捩模型汽车后视镜啸叫理论研究与试验验证

针对汽车后视镜啸叫声,本文中以κ-ωSST转捩输运函数为基础,引入湍流间歇度γ和动量厚度雷诺数Reθ,详细解释了汽车后视镜表面层流边界层流体变化。将经γ修正的转捩模型应用于某一具体车型,并与风洞试验、声学照相机测试相结合进行验证。结果表明,基于γ修正的转捩模型通过剪切力(或者表面摩擦因数Cf)和动量厚度θ云图可准确预测层流边界层的转捩、分离、再附着的流动现象,结合湍动能κ可明确湍流加剧的原因,从而可准确预测后视镜产生啸叫的倾向。该方法为汽车前期开发阶段后视镜啸叫倾向的评估提供了一定的指导依据,有效缩短了开发周期和降低后期实车啸叫声的测试成本。

飞机增升装置的数值模拟研究

增升装置的设计是飞机设计的一项极其重要的内容。本文通过多块网格技术生成计算网格,运用全湍流SST(Shear stress transport)模型和带有转捩修正的SST湍流模型对飞机三维增升装置的气动力特性和流场特征进行了数值模拟研究,通过对数值计算结果与实验结果的对比分析,研究了两种湍流模型的特点及其在飞机增升装置数值模拟中的适用性。

间断Galerkin方法在气冷透平流热耦合计算中的应用

燃气轮机等发电设备的设计和分析需要有效方法及可靠工具,结合间断Galerkin离散方法和SST+γ-Reθ转捩模型,开发了一套具有较高精度的雷诺平均求解器。该求解器计算能力及计算范围广泛,支持多种湍流模型及流热耦合计算。应用该方法及所开发的求解器对燃气轮机内气冷透平进行流热耦合计算,结果表明该方法及所开发的求解器能有效提高气热耦合温度计算精度,展现了间断Galerkin方法在燃气轮机数值计算中广阔的应用前景。