可压缩湍流大涡模拟的亚格子模型

admin · 发表于 2022-9-12 14:53:22

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雅宝题库解析：
随着我国航空航天事业的不断向前发展，可压缩湍流的研究受到了极大的关注。由于目前地面模拟设备无法完整地再现实际的飞行环境以及实验成本很高，因而数值模拟成为重要的研究手段。本文主要研究对象是可压缩湍流大涡模拟的数值计算方法及亚格子模型。本文首先总结了几种常用的亚格子模型的优缺点，并介绍了两种适用于复杂外形及转捩计算的亚格子模型：Vreman模型和CSM模型，通过高超音速钝锥与超音速平板边界层两个算例验证了这两种亚格子模型对层流流场几乎不造成污染。其次，本文通过二维超音速横向喷流算例选择了合适的空间格式及限制器，并验证了本文采用的大涡模拟程序的有效性。通过计算发现，喷口压比较低时，计算结果接近实验值，在喷口压比较高时，计算结果与实验结果相差较多，应当作进一步研究。然后，本文通过亚临界雷诺数下圆柱绕流算例研究了网格及亚格子模型对流场计算结果的影响。数值试验结果表明，网格对数值结果的影响较大，亚格子模型对结果的影响不明显，Vreman模型的计算结果最接近实验值。最后，本文针对传统迎风格式耗散太大的缺点，引入了可调数值粘性格式，对三维球头和钝锥层流绕流进行了数值试验，结果表明，相比与传统格式，可调数值粘性格式可以明显降低格式耗散，提高热流精度。该格式有望进一步应用到大涡模拟中。

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