检索结果-内蒙古大学图书馆

航空兵器 2022年第4期29卷 70-76页

作者：丘德新王良军张武上海大学力学与工程科学学院上海200072 上海大学信息化工作办公室上海200444 上海大学上海市应用数学和力学研究所上海200072

对于中小迎角分离问题,延迟分离涡模拟(Delayed Detached Eddy Simulation,DDES)的方法在计算初期,流动分离区需要一定时间的发展,通常会延迟RANS模式到LES模式的切换,从而低估流动分离。本文采用改进RANS-LES混合长度尺度l_(hyb_new)... 详细信息

对于中小迎角分离问题,延迟分离涡模拟(Delayed Detached Eddy Simulation,DDES)的方法在计算初期,流动分离区需要一定时间的发展,通常会延迟RANS模式到LES模式的切换,从而低估流动分离。本文采用改进RANS-LES混合长度尺度l_(hyb_new)的方法,对网格尺度和涡探测函数VTM进行修正,基于计算流体力学开源平台OpenFOAM,将修正后的混合网格尺度、涡探测函数VTM_(new)以及二维剪切层识别函数F_(KH)(VTM_(new))植入到S-A DDES模型中,研究了大迎角NACA0012翼型以及12°迎角下的NACA0012半展长矩形机翼绕流问题,并对比了采用原S-A DDES和改进RANS-LES混合长度尺度后的S-A DDES湍流模型计算的机翼背风区涡结构和翼尖涡。结果表明,采用本文方法可以在机翼背风区观察到剪切层的快速失稳,并且能够更加精细地模拟机翼背风区的大尺度非定常涡系结构以及翼尖涡的形成细节,有效地加快DDES方法的RANS模式切换到LES模式。此外,本文还计算了该矩形机翼在18°迎角的分离流问题,进一步验证了所提方法的有效适应性。

关键词：延迟分离涡模拟非定常流动 RANS LES 翼尖涡 OpenFOAM 空气动力学

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针对固定/非固定分离的灰区消去延迟分离涡模拟

针对固定/非固定分离的灰区消去延迟分离涡模拟

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第十一届全国流体力学学术会议

作者：李昊刘伟孔令发国防科技大学空天科学学院空天工程系

延迟分离涡模拟目前已经广泛的应用于大范围分离流动的数值模拟中,但是对于中等分离以及弱稳定流动,作为雷诺平均和大涡模拟过渡段的灰区有着较为重要的影响。灰区通常需要流动中自然产生的Kelvin-Helmholtz不稳定性激发过渡,但是在中... 详细信息

延迟分离涡模拟目前已经广泛的应用于大范围分离流动的数值模拟中,但是对于中等分离以及弱稳定流动,作为雷诺平均和大涡模拟过渡段的灰区有着较为重要的影响。灰区通常需要流动中自然产生的Kelvin-Helmholtz不稳定性激发过渡,但是在中等分离以及弱稳定流动中,Kelvin-Helmholtz不稳定性不足会导致灰区延长,从而延迟下游流动的发展。因此本文结合带有剪切层自适应尺度的延迟分离涡模拟,对带有固定分离位置的后台阶流动,以及非固定分离位置的平板驼峰流动进行数值模拟,同时为了减少数值耗散的影响,本文结合5阶自适应耗散紧致格式求解,该格式能够在LES区域减小数值耗散以提高对细微流场结构的分辨率,同时在RANS区域恢复到正常耗散以保持数值模拟稳定性。通过瞬时流场云图,可以证明该方法可以更快的激发Kelvin-Helmholtz不稳定性,同时提高雷诺平均到大涡模拟的过渡速度,减小灰区长度;通过时均压力系数,摩阻系数,速度型以及雷诺应力曲线证明,该方法相比于传统延迟分离涡模拟可有效的缓解流动发展滞后的现象,提高对这类弱稳定流动数值模拟的准确性。

关键词：延迟分离涡模拟灰区自适应耗散紧致格式后台阶绕流平板驼峰

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七叶大侧斜螺旋桨空泡特性及梢涡演化数值模拟研究

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推进技术 2020年第2期41卷 2605-2612页

作者：齐江辉郭健郑亚雄董斌朱成华武汉第二船舶设计研究所湖北武汉430064

为研究七叶大侧斜螺旋桨尾流场及梢涡特性,基于延迟分离涡方法(DDES)建立了螺旋桨空化流场数值预报模型,为验证所建立数值模型的准确性,进行了多套不同尺度网格的不确定性分析,同时将非定常流动中螺旋桨(VP1304)螺旋桨空泡及梢涡特性计... 详细信息

为研究七叶大侧斜螺旋桨尾流场及梢涡特性,基于延迟分离涡方法(DDES)建立了螺旋桨空化流场数值预报模型,为验证所建立数值模型的准确性,进行了多套不同尺度网格的不确定性分析,同时将非定常流动中螺旋桨(VP1304)螺旋桨空泡及梢涡特性计算结果与试验结果进行了对比。基于该模型对七叶大侧斜螺旋桨的尾流场及梢涡特性进行了数值分析,计算结果表明:本文所建立的数值模型精度较高,可以准确地捕捉到梢涡空泡及梢涡尾流场特性;同时DDES方法相比RANS方法在对复杂湍流流动的捕捉能力更强,更适用于螺旋桨梢涡捕捉;尾流场网格加密对尾流场模拟及准确捕捉梢涡十分重要,但对螺旋桨水动力性能影响不大;尾流区域的轴向速度场可以分为加速流动区和自由流动区,进速系数越小,自由流动区与加速流动区之间的界限向外扩张越明显;E1619桨在重载工况有明显的梢涡空泡产生,而轻载工况空泡面积较小且无梢涡空泡发生;梢涡在向下游发展过程中会发生相互融合,进速系数越大,融合发生得越晚,梢涡强度也越小;七叶大侧斜螺旋桨在尾流区域会产生一个分支涡,分支涡起始于吸力弯曲面下缘,且与梢涡呈一定的夹角,进速系数越大,夹角越小。

关键词：七叶螺旋桨延迟分离涡模拟空泡特性梢涡演化尾流场

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针对典型分离流动数值模拟的自适应耗散调节方法

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物理学报 2020年第14期69卷 135-149页

作者：李昊刘伟王圣业国防科技大学空天科学学院长沙410073

分离流动是一种复杂湍流现象,其中微小尺度结构的发展演化有着重要的影响,但是湍流数值模拟中数值方法的固有耗散会抑制小尺度流动结构的发展.因此,本文结合延迟分离涡模拟方法,基于五阶耗散紧致格式,通过引入流场相关的调节因子,构造... 详细信息

分离流动是一种复杂湍流现象,其中微小尺度结构的发展演化有着重要的影响,但是湍流数值模拟中数值方法的固有耗散会抑制小尺度流动结构的发展.因此,本文结合延迟分离涡模拟方法,基于五阶耗散紧致格式,通过引入流场相关的调节因子,构造自适应耗散调节方法,使其在大涡模拟区域降低耗散影响以提高对小尺度流动结构的辨识能力,在雷诺平均区域恢复正常耗散水平以保持稳定求解.本文首先通过近似色散关系和涡输运算例说明该方法可有效降低数值耗散影响,同时具有更高分辨率的涡保持能力;随后通过各向同性衰减湍流和平板槽道流动展示了该方法可有效提高对微小流动结构的辨识能力,同时在存在大梯度的流场中可保持求解稳定性;最后求解Re=3900亚临界状态下的圆柱绕流,通过对比流场云图、时均速度和雷诺应力分布曲线,说明了该方法通过减小分离区耗散影响,可有效提高对典型分离流动求解的准确性.

关键词：分离流动延迟分离涡模拟自适应耗散方法耗散紧致格式

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肋板倾角和形状对尾缘开缝区域非定常冷却性能的影响

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西安交通大学学报 2023年第12期57卷 80-89页

作者：王瑞琴何坤晏鑫西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

针对燃气透平叶片带肋板的尾缘开缝模型,采用延迟分离涡模拟非定常数值求解方法,研究了3种肋板倾角(10°,12.5°,15°)、4种肋板形状(直肋板,直-直型扩张肋,直-直型收缩肋,直-拱型收缩肋)条件下尾缘开缝区域的流动性能与冷... 详细信息

针对燃气透平叶片带肋板的尾缘开缝模型,采用延迟分离涡模拟非定常数值求解方法,研究了3种肋板倾角(10°,12.5°,15°)、4种肋板形状(直肋板,直-直型扩张肋,直-直型收缩肋,直-拱型收缩肋)条件下尾缘开缝区域的流动性能与冷却效果,分析了肋板几何参数对尾缘开缝区域流场结构和气膜冷却性能的影响。计算结果表明:对于带肋板的尾缘开缝结构,开缝壁面的展向平均冷却效率在肋板末端会因为冷气难以向肋板正后方扩散而出现突降,且突降幅度随着肋板倾角的增大而增大;增大肋板倾角会降低开缝壁面的整体冷却性能,当肋板倾角从10°增大至15°时,开缝壁面展向平均冷却效率的最低值从0.66降至0.6,下降了约9.1%;在4种肋板形状下,直-直型扩张肋在肋板间的开缝壁面上拥有最佳的冷却性能,在肋板下游的开缝壁面上表现最差,直-拱型收缩肋在这两段区域内的表现正好与之相反;直-拱型收缩肋条件下开缝壁面上展向平均冷却效率的最低值为0.675,相比直-直型扩张肋提升了约15%。

关键词：尾缘开缝肋板参数冷却效率流场结构延迟分离涡模拟

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大角度斜流下螺旋桨与导管桨尾流场特性

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上海交通大学学报 2023年第11期57卷 1432-1441页

作者：张嶔王鑫宇王智程王天源中国海洋大学工程学院山东青岛266100

为探究大漂角斜入流下螺旋桨与导管桨的尾流特性,基于延迟分离涡模型,对进速系数(J=0.4)及大漂角(β=45°,60°)斜入流下螺旋桨与导管桨进行了数值模拟.研究发现:螺旋桨尾涡系整体偏斜程度比导管桨更高,导管桨后尾涡整体分布区... 详细信息

为探究大漂角斜入流下螺旋桨与导管桨的尾流特性,基于延迟分离涡模型,对进速系数(J=0.4)及大漂角(β=45°,60°)斜入流下螺旋桨与导管桨进行了数值模拟.研究发现:螺旋桨尾涡系整体偏斜程度比导管桨更高,导管桨后尾涡整体分布区域产生明显折角现象.斜流下尾流场表现出更高的复杂性,迎流侧与背流侧涡系间演化进程出现差异,螺旋桨该特性表现更加明显,而导管桨背流侧导管前缘会因流动分离产生局部脱落涡并向下游传输.导管桨的部分动能转化为导管推力而使尾涡整体湍流动能略低于螺旋桨,这一现象随着漂角的增大而更加明显.相较于螺旋桨,导管桨在大漂角斜流下能够保持更好的操纵稳定性.从尾流场特性的角度分析大漂角斜入流对螺旋桨与导管桨的影响,以探究导管桨在斜流下能够保持更好的操纵稳定性的理论依据.

关键词：螺旋桨导管桨延迟分离涡模拟斜流尾涡特性

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CLT桨的尾流场及梢涡特性数值分析

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华中科技大学学报（自然科学版） 2020年第4期48卷 79-84页

作者：常欣马开放王超王文全哈尔滨工程大学船舶工程学院黑龙江哈尔滨150000 中国船舶工业集团公司第七〇八研究所上海200011

为了探究尾流收缩叶梢负载(CLT)桨的尾流场及梢涡特性,基于商业计算流体力学软件Star-CCM+对CLT桨P1727的尾流场进行了数值模拟.计算采用DDES(延迟分离涡)方法在进速系数J=0.5的工况下对三套网格进行了不确定度分析,确认了数值方法的可... 详细信息

为了探究尾流收缩叶梢负载(CLT)桨的尾流场及梢涡特性,基于商业计算流体力学软件Star-CCM+对CLT桨P1727的尾流场进行了数值模拟.计算采用DDES(延迟分离涡)方法在进速系数J=0.5的工况下对三套网格进行了不确定度分析,确认了数值方法的可行性,然后对螺旋桨的敞水性能及尾流场进行了计算.研究表明:尾流场的网格细化对螺旋桨的推力及扭矩只有微弱影响,对桨后的流场具有较大影响;尾流区域轴向速度分布分为加速流与自由流,进速系数越大,加速流与自由流的分界线向外扩散的趋势越弱;相邻梢涡之间会发生融合,进速系数越大,融合得越晚,梢涡强度越弱;CLT桨相较于常规桨多出一个端板涡,并且会与梢涡融合;梢涡在向下游发展的过程中,会有明显的收缩现象.

关键词： CLT桨梢涡延迟分离涡模拟不确定度端板涡

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DES与DDES在湍流分离中的原理与性能研究

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北京航空航天大学学报 2023年第9期49卷 2482-2492页

作者：宋汉奇张恺玲马鸣阎超北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191 空间物理重点实验室北京100076

随着工程上流动结构的日益复杂,兼具雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方法高效率与大涡模拟(LES)高精度的分离涡模拟(DES)类混合方法成为现阶段工程中最有效的湍流模拟方法之一。围绕DES类混合方法中的DES与延迟分离涡模拟(DDES)方法开展工... 详细信息

随着工程上流动结构的日益复杂,兼具雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方法高效率与大涡模拟(LES)高精度的分离涡模拟(DES)类混合方法成为现阶段工程中最有效的湍流模拟方法之一。围绕DES类混合方法中的DES与延迟分离涡模拟(DDES)方法开展工作,分析二者开关函数构造上的不同,研究延迟因子作用机理,并考察DES与DDES方法的求解能力。研究表明:DES与DDES方法在模拟表现上存在一定差异,DDES方法通过引入延迟因子,保护RANS求解区域,改善模化应力不足,降低了DDES方法对交界面系数CDES敏感程度;DDES方法在计算过程中容易出现过度保护,导致求解瞬时涡结构能力不如DES方法,分析与延迟因子引入比重及开关函数构造形式有关。

关键词：分离涡模拟延迟分离涡模拟开关函数延迟因子交界面系数过度保护

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斜流中七叶侧斜螺旋桨水动力及空泡性能研究

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推进技术 2022年第8期43卷 420-428页

作者：朱显玲齐江辉陈艳霞武汉船舶职业技术学院湖北武汉430050 武汉第二船舶设计研究所湖北武汉430064

为研究七叶大侧斜螺旋桨斜流中的水动力及空化流场特性,基于DDES(延迟分离涡方法)建立了斜流中螺旋桨空化流场数值预报模型。在空化数σ=2.024时对三套网格进行了不确定度分析,将斜流中螺旋桨(VP1304)水动力及空泡计算结果与试验结果进... 详细信息

为研究七叶大侧斜螺旋桨斜流中的水动力及空化流场特性,基于DDES(延迟分离涡方法)建立了斜流中螺旋桨空化流场数值预报模型。在空化数σ=2.024时对三套网格进行了不确定度分析,将斜流中螺旋桨(VP1304)水动力及空泡计算结果与试验结果进行了对比,验证了本文所建立数值模型具有较好的精度,然后对七叶大侧斜螺旋桨斜流中的水动力及空泡特性进行了计算。计算结果表明:斜流中螺旋桨推力和扭矩相对轴向流中均有明显下降,且随着进速系数J的增大,下降幅度也逐渐增大,J=1.0时推力下降了82.1%,扭矩下降了47.6%;斜流中螺旋桨桨叶载荷呈周期性变化,随着进速系数的增大桨叶载荷极值变化率逐渐增大,J=1.0时,推力载荷极值变化率为163%,扭矩载荷极值变化率为100%;斜流中螺旋桨桨叶表面空泡形态十分不规则,螺旋桨旋转过程中伴随着严重的空泡融合、溃灭、脱落等现象,是桨叶表面载荷呈现脉动特性的重要原因,同时对螺旋桨的隐身性能十分不利。

关键词：七叶螺旋桨斜流延迟分离涡模拟桨叶载荷空泡特性

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搅拌反应器气液两相流混合过程的涡旋效应数值模拟

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化工进展 2021年第1期40卷 99-110页

作者：黎义斌梁开一歹晓晖李正贵兰州理工大学能源与动力工程学院甘肃兰州730050 西华大学流体及动力机械教育部重点实验室四川成都610039

为研究气液两相搅拌釜桨叶对釜内流动结构及气液混合性能的影响,本文以直叶片和推进叶片为研究对象,采用ICEM软件对搅拌釜流场进行六面体结构网格划分,基于SST-DDES湍流模型及欧拉-欧拉多相流模型对搅拌釜内部流场进行三维非定常计算,... 详细信息

为研究气液两相搅拌釜桨叶对釜内流动结构及气液混合性能的影响,本文以直叶片和推进叶片为研究对象,采用ICEM软件对搅拌釜流场进行六面体结构网格划分,基于SST-DDES湍流模型及欧拉-欧拉多相流模型对搅拌釜内部流场进行三维非定常计算,获得两种桨叶下搅拌釜内部涡结构及其演化过程,并分析搅拌釜内瞬态气相分布和瞬时流场的分布规律。研究结果表明:由于叶片旋转而产生的涡有撕裂、合并、衰减和耗散的演化过程;直叶片相较于推进叶片,其涡耗散速度较快,涡产生到消失的周期较短;由于叶片结构不同,主流的运动方向也随之改变,直叶片沿径向分布,推进叶片沿轴向分布。前者在釜内形成上下两层循环区,不利于气相扩散。后者在釜内形成一个大循环区,加剧釜内流动循环,造成后者的气相扩散能力大于前者。比较两者T0.95分布,推进叶片要小于直叶片,推进叶片搅拌釜T0.95近似为直叶片搅拌釜T0.95的50%。

关键词：搅拌容器推进叶片气液两相流延迟分离涡模拟涡旋结构混合时间

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