检索结果-内蒙古大学图书馆

航空计算技术 2011年第1期41卷 9-13页

作者：陈都司海青马晓晖南京航空航天大学民航/飞行学院飞行技术系江苏南京210016

基于现有的非定常雷诺平均N-S方程的求解方法,研究与发展了脱体涡模拟方法(DES)。在紊流附面层内用RANS方法,湍流模型采用S-A模型,在其他区域结合S-A模型运用Smagorinski的LES模型,并将S-A模型中的物面耗散项进行适当的改进,使得改进的... 详细信息

基于现有的非定常雷诺平均N-S方程的求解方法,研究与发展了脱体涡模拟方法(DES)。在紊流附面层内用RANS方法,湍流模型采用S-A模型,在其他区域结合S-A模型运用Smagorinski的LES模型,并将S-A模型中的物面耗散项进行适当的改进,使得改进的模型既充当了RANS中的S-A紊流模型,又充当了Smagorinski大涡模拟模型。为验证所发展方法的有效性,将研究的DES方法应用到一些典型流场计算中,并与已有结果或实验结果进行比较。

关键词：雷诺平均N-S方程脱体涡模拟方法数值模拟流场计算

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基于脱体涡模拟方法的空腔流场计算研究

基于脱体涡模拟方法的空腔流场计算研究

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作者：陈都南京航空航天大学

学位级别：硕士

空腔流动是航空工程实际中常遇到的问题，如飞行器武器舱、起落架舱等等，具有很高的工程应用价值。空腔流动激起的非定常振荡对于飞行器的飞行安全是很不利的，因而，它也是飞行器飞行安全领域的重要研究课题之一。基于现有的非定常雷... 详细信息

空腔流动是航空工程实际中常遇到的问题，如飞行器武器舱、起落架舱等等，具有很高的工程应用价值。空腔流动激起的非定常振荡对于飞行器的飞行安全是很不利的，因而，它也是飞行器飞行安全领域的重要研究课题之一。基于现有的非定常雷诺平均N-S方程的全隐式求解方法，本文研究与发展了脱体涡模拟方法(DES)。在紊流附面层内用雷诺平均的N-S方法，湍流模型采用S-A模型，在其它区域结合S-A模型运用Smagorinski的大涡模拟模型，并将S-A模型中的物面耗散项进行适当地改进，使得改进的模型既充当了RANS中的S-A紊流模型，又充当了Smagorinski大涡模拟模型。基于多块结构网格，运用全隐式无分裂算法求解URANS方程。为验证所发展方法的有效性，将本文研究的DES方法应用到一些典型流场计算中，如翼型的绕流流场和圆柱绕流流场，并与已有结果或实验结果进行比较。在以上方法的研究基础上，本文采用基于SA模型的脱体涡模拟方法，数值模拟跨音速气体流过空腔的流动。通过对二维和三维开式空腔流场进行数值模拟，本文研究了空腔底部的压力振荡、声压级系数以及舱内漩涡的形成与发展过程等。同时给出了空腔底部特定位置的压力振荡图、流线图、声压级曲线图和随时间变化的流动涡图，并把底面中心线的声压级与已有实验结果进行比较，给出了空腔流场的特性，并对其流场进行深入分析与探讨。在亚音速情况下，因为三维空腔宽度存在及有限性，所以其底部压力振荡幅值小于二维空腔底部压力振荡幅值；三维情况下所得的声压级曲线更接近于已有结果。

关键词：脱体涡模拟方法空腔流动数值模拟全隐式无分裂算法声压级

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基于脱体涡模拟方法数值研究武器舱的流场

基于脱体涡模拟方法数值研究武器舱的流场

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中国力学大会2011暨钱学森诞辰100周年纪念大会

作者：陈都司海青王兵马晓晖南京航空航天大学民航/飞行学院飞行技术系江苏南京211106

本文采用已有的、基于SA 模型的脱体涡模拟方法(DES)，数值模拟了气体流过武器舱的流动。通过对二维和三维武器舱的流动进行数值模拟，研究了武器舱底部的压力振荡、声压级，以及舱内漩涡的形成与发展过程等，了解其流场特性。同时给出... 详细信息

本文采用已有的、基于SA 模型的脱体涡模拟方法(DES)，数值模拟了气体流过武器舱的流动。通过对二维和三维武器舱的流动进行数值模拟，研究了武器舱底部的压力振荡、声压级，以及舱内漩涡的形成与发展过程等，了解其流场特性。同时给出了武器舱底部特定位置的压力振荡图、流线图、声压级曲线图和随时间变化的流动涡图等，并与已有结果或实验结果进行比较，对武器舱流场进行分析与探讨。在三维武器舱宽度有限时，其底部压力振荡幅值小于二维武器舱底部压力振荡幅值;且三维情况下所得的声压级曲线更贴近已有结果，流动更为稳定。

关键词：脱体涡模拟方法数值模拟武器舱流场声压级

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一种新型的动态RANS/LES混合方法

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推进技术 2017年第9期38卷 1950-1955页

作者：赵瑞王超李海波李跃军北京理工大学宇航学院北京100081 北京强度环境研究所可靠性与环境工程技术重点实验室北京100076 中国兵器工业导航与控制技术研究所北京100089

为解决RANS/LES混合方法过渡依赖网格疏密的问题,使用熵函数fs作为交界面函数构造一种新型的动态RANS/LES混合方法。同时采用脱体涡模拟方法 (DES97),对平板边界层流动、超声速凹腔-压缩拐角流动以及超声速底部流动进行数值模拟,并与实... 详细信息

为解决RANS/LES混合方法过渡依赖网格疏密的问题,使用熵函数fs作为交界面函数构造一种新型的动态RANS/LES混合方法。同时采用脱体涡模拟方法 (DES97),对平板边界层流动、超声速凹腔-压缩拐角流动以及超声速底部流动进行数值模拟,并与实验数据进行对比。结果表明,无论对于附体流动区域还是分离区域,fs都能够动态地指示出边界层的范围。构造的动态RANS/LES混合方法能够显著缓解DES97由于网格因素导致的雷诺应力模化不足的现象,同时保证分离区域涡结构的求解精度。另外,熵函数fs是从能量耗散的角度进行构造,并不依赖于特定的湍流变量,因此更具有普适性。

关键词：混合方法脱体涡模拟方法熵计算流体力学

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DES方法对返回舱气动热环境数值模拟

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北京航空航天大学学报 2013年第5期39卷 590-594页

作者：刘佳阎超赵瑞蒋海军北京航空航天大学国家计算流体力学实验室北京100191 北京临近空间飞行器系统工程研究所空间物理重点实验室北京100076

脱体涡模拟方法(DES,Detached Eddy Simulation)由于结合了湍流模型(RNAS,Reynolds Averaged Navier-stokes)和大涡模拟(LES,Large Eddy Simulation)两者各自优势,是模拟非定常大分离流动的有效方法.采用基于SA(Spalart-Allmaras)湍流模型的DES方法,对高超声速返回舱外形进行数值模拟,计算所得的返回舱表面压力及热流分布与实验结果吻合,证实了DES方法的优越性.最后,在DES方法中加入可压缩修正,结果证实在高超声速流动中,可压缩修正方法在一定程度上能够提高原始模型的预测性能.

关键词：脱体涡模拟方法可压缩修正湍流模型气动热返回舱

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基于卡门尺度和滤波方法的SST方程改进

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力学学报 2013年第3期45卷 442-446页

作者：张扬白俊强华俊鲁俊西北工业大学西安710072 中国航空研究院北京100012 张家港水利局苏州215600

基于滤波方法和卡门尺度对原始剪切应力输运(shear stress transport,SST)湍流模型进行了改进,提出了一种卡门尺度修正的滤波SST方法.湍流多尺度效应必须在分离流场模拟中给予反映,该方法减弱了雷诺平均(Reynolds averaged Navier--Stok... 详细信息

基于滤波方法和卡门尺度对原始剪切应力输运(shear stress transport,SST)湍流模型进行了改进,提出了一种卡门尺度修正的滤波SST方法.湍流多尺度效应必须在分离流场模拟中给予反映,该方法减弱了雷诺平均(Reynolds averaged Navier--Stokes,RANS)方法时间平均特性对于流场脉动量的压迫作用,在流场中引入了大涡模拟(large eddy simulation,LES)方法的亚格子模型,形成一种新型的脱体涡模拟方法(detached eddy simulation,DES)方法;同时,为了降低原始DES方法在网格加密过程中产生网格诱发的雷诺应力损耗,利用卡门尺度对滤波因子进行修正.平板边界层算例中,卡门尺度对于RANS方法的跟随性远远强于DES方法,在边界层内的速度型和RANS方法吻合很好,而DES方法在加密过程中速度型的鲁棒性较差,说明卡门尺度在有效地保护了边界层内使用RANS求解,降低速度型偏离对数率现象的产生;HGR-01翼型算例证明BY-SST方法可以有效的避免网格诱导分离现象的产生;证明BY-SST方法在分离流动中的精度高于DES方法.

关键词：卡门尺度滤波方法脱体涡模拟方法雷诺平均方法大涡模拟方法

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偏航状态下空腔流动的数值模拟

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南京航空航天大学学报 2013年第2期45卷 191-195页

作者：司海青马晓晖陈都王兵吴晓军南京航空航天大学民航学院南京210016 中国空气动力研究与发展中心绵阳621000

采用基于S-A(Spalart-Allmaras)湍流模型的脱体涡模拟方法(Detached-eddy simulation,DES),数值模拟研究了偏航状态下的空腔流动。首先,运用DES方法对非偏航状态下的空腔流动进行数值模拟,并和文献结果进行比较,验证该方法模拟空腔流动... 详细信息

采用基于S-A(Spalart-Allmaras)湍流模型的脱体涡模拟方法(Detached-eddy simulation,DES),数值模拟研究了偏航状态下的空腔流动。首先,运用DES方法对非偏航状态下的空腔流动进行数值模拟,并和文献结果进行比较,验证该方法模拟空腔流动特性的能力;然后,运用DES方法数值研究偏航状态下的空腔流动,给出声压级的变化。数值研究表明:不同偏航角对空腔底部中心线处声压级产生很大的影响;与非偏航状态相比,在空腔底面中心线的某些位置处,给出了声压级随偏航角的变化规律为:声压级先是随着偏航角增加而缓慢增加,然后大大减小。

关键词：脱体涡模拟方法数值模拟偏航的空腔流动声压级

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舰船艉流场数值模拟及控制方法研究

舰船艉流场数值模拟及控制方法研究

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作者：王超北京理工大学

学位级别：硕士

直升机的舰面起降,特别是在驱逐舰等中、小型舰船上起降,要比在地面执行同样飞行任务困难而且危险。由于舰船艉部流场中复杂的流动结构对直升机着舰过程中的操稳性能影响极大,严重威胁着直升机在舰面的安全起降。因此,开展舰船艉流场研... 详细信息

直升机的舰面起降,特别是在驱逐舰等中、小型舰船上起降,要比在地面执行同样飞行任务困难而且危险。由于舰船艉部流场中复杂的流动结构对直升机着舰过程中的操稳性能影响极大,严重威胁着直升机在舰面的安全起降。因此,开展舰船艉流场研究,分析其复杂流场的形成机理与流场结构,进而通过研究流场控制技术改善艉流场环境,提高舰载直升机舰面起降的安全性,是一项极具工程意义的工作。本文首先采用基于Spalart-Allmaras湍流模型的非定常脱体涡模拟(Detached-eddy Simulation,DES)方法对典型护卫舰船型进行数值模拟,一方面通过与试验数据对比发现,非定常计算结果与试验结果吻合度高,验证了本文采用的数值方法的可靠性。另一方面详细分析了舰船艉流场的形成机理以及其非定常特性,同时分析了舰岛建筑与机库门开合状态对艉流场的影响,研究发现机库上方建筑诱导的涡结构与机库边缘产生的涡结构会互相干扰,出现涡配对现象,从而形成新的涡结构。机库门开合状态对舰船艉部回流区范围的影响并不明显,但是当机库门半开时,艉部甲板上方远离机库门位置处的下洗湍动能最小。为了提高直升机舰面起降的安全性,采用主动控制技术改善艉部流场环境,模拟了不同吹/吸气组合条件对艉流场的影响,研究发现通过混合吹吸气方法,能有效的抑制艉流场的下洗速度,相比无控状态使得关键区域的下洗速度减小一倍,且能有效的控制回流区的中心位置和纵向长度,相比无控状态使得回流区的纵向范围减小25%,把回流区从艉部关键位置中移除。同时研究了不同机库截面外形与机库高度对艉部大分离流场的影响,结果表明,相比“凸”字形截面的机库外形,截面为“口”字形的机库不利于直升机的舰面安全起降,通过合理的降低机库高度可以有效的改善艉部飞行甲板处的起降环境。最后,本文初步推导了快速预测舰船艉流场回流区范围的计算公式。

关键词：艉流场脱体涡模拟方法流场主动控制护卫舰

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细长旋成体大迎角俯仰振荡的数值研究

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航空工程进展 2011年第4期2卷 389-396页

作者：夏明李栋宋笔锋西北工业大学航空学院西安710072

为研究俯仰振荡对细长旋成体流场与气动特性的影响,利用雷诺平均方法与大涡模拟的混合方法相结合的脱体涡模拟方法对大迎角下细长旋成体俯仰运动进行了数值模拟研究。通过对背风面分离涡的强度和位置、细长体绕流形态、截面压强系数和... 详细信息

为研究俯仰振荡对细长旋成体流场与气动特性的影响,利用雷诺平均方法与大涡模拟的混合方法相结合的脱体涡模拟方法对大迎角下细长旋成体俯仰运动进行了数值模拟研究。通过对背风面分离涡的强度和位置、细长体绕流形态、截面压强系数和侧向力系数的观察和分析,发现施加小振幅、特定频率的俯仰振荡对大迎角细长旋成体背风面流场有明显的控制能力,可以改变流场结构,使背风面非对称流场趋于对称。同时,研究了振荡参数对耦合作用的影响,发现振荡中振幅和频率的增加,加强了俯仰振荡对非对称涡的抑制作用。研究成果对充分利用非定常气动力具有指导意义。

关键词：细长旋成体脱体涡模拟方法俯仰振荡非对称涡控制振荡参数

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