基于改进混合长度尺度的机翼延迟分离涡模拟 被引量：1

1

作者 丘德新 王良军 张武 《航空兵器》 CSCD 北大核心 2022年第4期70-76,共7页

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)... 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。 展开更多

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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分区参数对超声速湍流燃烧动态分区火焰面模拟的影响

2

作者 南江浪 张政 +1 位作者 姚卫 刘凤君 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期704-714,共11页

文章基于动态分区火焰面模型(DZFM)和改进延迟分离涡(IDDES)湍流模型对DLR中心支板稳焰的超声速燃烧室进行数值模拟.对无反应状态燃烧室的模拟准备复现了燃烧室内复杂的波系结构以及中心射流失稳发展过程,燃烧状态下的模拟结果较好地捕... 文章基于动态分区火焰面模型(DZFM)和改进延迟分离涡(IDDES)湍流模型对DLR中心支板稳焰的超声速燃烧室进行数值模拟.对无反应状态燃烧室的模拟准备复现了燃烧室内复杂的波系结构以及中心射流失稳发展过程,燃烧状态下的模拟结果较好地捕捉了火焰推举、OH基团以及平均温度等火焰结构特征,由此验证了所采用数值模拟方法的适用性.此外,由反应状态标量(OH基)在混合分数空间中的分布可知,反应标量与混合分数在全场内不满足强相关性.通过增加流向坐标、马赫数以及燃烧热释放速率作分区参数可显著抑制反应状态标量在混合分数空间内的条件脉动,其中热释放速率的作用最显著.进一步对比采用不同多参数分区的DZFM模型所得火焰结构,发现对于处于预混燃烧状态的支板尾迹区以及高雷诺数剪切层区域火焰,采用包含燃烧热释放速率、流向坐标以及混合分数作为分区指标的三参数分区DZFM模型可显著提高模型的准确性. 展开更多

关键词 超声速燃烧 动态分区火焰面 多参数分区 条件脉动 改进延迟分离涡模拟

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基于分离涡模拟的对转舵桨水动力性能数值分析 被引量：2

3

作者 王志勇 范佘明 +1 位作者 孙群 张晨亮 《船舶》 2019年第3期11-20,共10页

基于OpenFOAM 软件平台,采用改进的延迟分离涡模拟(IDDES)模型,结合滑移网格方法,对一组对转桨和对转舵桨的水动力性能进行数值预报,并利用快速傅里叶变换(FFT)对推力系数进行频谱分析。对转桨数值计算结果与模型试验结果比较,推力、扭... 基于OpenFOAM 软件平台,采用改进的延迟分离涡模拟(IDDES)模型,结合滑移网格方法,对一组对转桨和对转舵桨的水动力性能进行数值预报,并利用快速傅里叶变换(FFT)对推力系数进行频谱分析。对转桨数值计算结果与模型试验结果比较,推力、扭矩系数以及推进器效率的误差分别在3%、2%和5%左右,验证了该数值方法的可行性。对转舵桨数值计算结果提示:压差阻力是吊舱和立柱阻力的主要成分,在立柱的前端存在回流,对立柱的优化设计可以从这两方面入手;立柱和吊舱的存在能够减小轴承力导致的振动。 展开更多

关键词 改进的延迟分离涡模拟 对转舵桨 频谱分析 相互干扰

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倾转机翼旋翼无人机倾转过渡状态数值模拟

4

作者 王宗辉 杨云军 +1 位作者 赵弘睿 赵佳祥 《现代防御技术》 北大核心 2024年第3期9-19,共11页

倾转机翼旋翼无人机相较于传统构型倾转旋翼机能够显著改善悬停状态旋翼尾迹对机翼的气动干扰影响,提高飞行效率。针对该构型无人机具有复杂非定常气动特性的连续倾转过渡过程,采用由经典的分离涡模拟方法(DES)改进得到的延迟分离涡模... 倾转机翼旋翼无人机相较于传统构型倾转旋翼机能够显著改善悬停状态旋翼尾迹对机翼的气动干扰影响,提高飞行效率。针对该构型无人机具有复杂非定常气动特性的连续倾转过渡过程,采用由经典的分离涡模拟方法(DES)改进得到的延迟分离涡模拟方法(DDES)对其进行流场气动干扰计算,倾转过渡过程中无人机前飞速度、旋翼桨距角、机身与固定翼迎角以及短舱倾转角都随时间动态变化。通过与无倾转机翼传统构型对比,分析了倾转过渡过程气动性能变化以及流场机理。仿真计算结果表明,倾转初始状态无人机受到旋翼下洗流影响较小,在30°短舱倾转角以前的倾转过程,由于倾转机翼段阻力增大,导致旋翼需用拉力增大。倾转机翼段在倾转过程中产生的分离涡与旋翼下洗流尾迹产生碰撞干扰,导致在机翼翼梢位置产生更大的尾迹干扰区域,并且对内侧固定翼翼梢产生下洗效果,降低了整机升力。 展开更多

关键词 倾转机翼 无人机 延迟分离涡模拟 倾转过渡 气动干扰 非定常气动特性

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基于SDES方法的翼型动态失速数值模拟研究

5

作者 薛杨柳 赵燮霖 孙文杰 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期999-1006,共8页

动态失速是航空航天领域中一种普遍存在的流动现象,因气动特性很难预测,对飞行器的性能和飞行安全有着严重影响。为了对机翼动态失速过程中的复杂分离流动进行准确模拟,应用屏蔽分离涡模拟(shielded detached eddy simulation,SDES)方法... 动态失速是航空航天领域中一种普遍存在的流动现象,因气动特性很难预测,对飞行器的性能和飞行安全有着严重影响。为了对机翼动态失速过程中的复杂分离流动进行准确模拟,应用屏蔽分离涡模拟(shielded detached eddy simulation,SDES)方法对NACA 0012翼型的动态失速进行了数值模拟,并与延迟分离涡模拟(delayed detached eddy simulation,DDES)方法进行对比研究。首先验证基于静态翼型的CFD(computational fluid dynamics)模型准确性,随后对动态失速获得的升阻力系数和实验数据进行比较评估,同时分析和量化了动态失速的特征现象,并对动态失速的几个典型阶段进行研究。计算表明:对于静态翼型的分离流动,SDES、DDES方法计算结果相差不大;对于具有强烈流动非定常性的动态失速问题,SDES方法体现了较高的预测准确度,能精细的描述流场及漩涡结构并准确地捕捉到动态失速下复杂流动现象,表现出良好的对于复杂分离流动精确模拟的能力,这对于新型RANS/LES混合方法的应用以及研究翼型绕流机理及相关问题有重要意义。 展开更多

关键词 RAN/SLES混合方法 延迟分离涡模拟 屏蔽分离涡模拟 分离流动 动态失速

原文传递

搅拌反应器气液两相流混合过程的涡旋效应数值模拟 被引量：15

6

作者 黎义斌 梁开一 +1 位作者 歹晓晖 李正贵 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期99-110,共12页

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,... 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%。 展开更多

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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针对典型分离流动数值模拟的自适应耗散调节方法 被引量：1

7

作者 李昊 刘伟 王圣业 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第14期135-149,共15页

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... 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. 展开更多

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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基于动态分区概念的高超声速燃烧大涡模拟

8

作者 姚卫 刘杭 +2 位作者 张政 肖雅彬 岳连捷 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期954-974,I0003,共22页

本文基于动态分区概念开展了亿级网格的高马赫数全尺寸超燃冲压发动机内外流耦合一体化改进延迟分离涡(IDDES)模拟研究.研究建立了包括动态分区火焰面湍流燃烧模型(DZFM)、分区自适应化学(ZDAC)和分区并行自适应建表(Z-ISAT)的完整动态... 本文基于动态分区概念开展了亿级网格的高马赫数全尺寸超燃冲压发动机内外流耦合一体化改进延迟分离涡(IDDES)模拟研究.研究建立了包括动态分区火焰面湍流燃烧模型(DZFM)、分区自适应化学(ZDAC)和分区并行自适应建表(Z-ISAT)的完整动态分区燃烧模拟框架,并通过1.15亿网格的马赫数12 REST标准高超声速燃烧室模型初步验证了分区模拟框架的保真性.DZFM通过分区解耦的思想既准确表征了当地湍流化学交互作用关系,又有效提升了整场湍流燃烧的计算效率.Z-DAC和Z-ISAT通过在分区框架内对化学反应机理进行动态实时简化和建表查询,可进一步提升当前分区内化学反应的求解效率.基于1.25和1.4亿网格动态分区框架对比分析了马赫数10条件下中心支板(strut)和壁面撑挡型(pylon)两类构型氢气高超声速燃烧室特性.支板或撑挡结构均诱发了明显的边界层分离和头部回流区,由此两种燃烧室均出现了较长区域的喷注点前部燃烧现象.基于Borghi图的数值分析表明当前氢气高超声速燃烧室中广泛存在扩散控制为主的火焰面模式,效率提升的瓶颈在于高效增混.壁面撑挡燃烧室具有较高的穿透深度和近场混合效率,因而燃烧效率高于净推力准则80%,相应的比冲1234 s也远高于中心支板燃烧室的437 s.分区自适应化学方法在将近一半的计算域上降低了反应求解计算代价,特别是在无燃料区反应机理的简化幅度更加明显.相比与传统的有限速率PaSR模型,DZFM模型实现了高达11倍的加速比. 展开更多

关键词 高超声速燃烧 动态分区火焰面 分区自适应化学 分区并行自适应建表 改进延迟分离涡模拟

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基于非稳态模拟的SAE车模气动减阻降噪研究 被引量：1

9

作者 杨小龙 龚繁 +1 位作者 龚政 黄元康 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期198-208,共11页

以20°后背倾角阶梯背式SAE(Society of Automotive Engineers)模型为参考模型,基于改进延迟分离涡模拟(Improved Detached Eddy Simulation, IDDES)湍流模型,研究了分别在车模后倾斜面顶部和尾部添加涡发生器(Vortex Generators, V... 以20°后背倾角阶梯背式SAE(Society of Automotive Engineers)模型为参考模型,基于改进延迟分离涡模拟(Improved Detached Eddy Simulation, IDDES)湍流模型,研究了分别在车模后倾斜面顶部和尾部添加涡发生器(Vortex Generators, VGS)和沟槽(Riblets, RTS)时的非稳态流场结构,分析了两种被动减阻装置的减阻机制.同时通过提取流场声源信息,利用计算气动声学方法(Computational Aeroacoustics, CAA)和Ffowcs Williams-Hawkings(FW-H)方程对汽车噪声进行分析,研究了两种附加装置的声学特性.结果表明,两种附加装置减小了尾部涡结构强度,降低了气动阻力,同时降低了脉动压力,不仅实现了减阻还具有降噪的效果.减阻率分别为2.41%、2.76%,总声压级最大降低值分别为9.55 dB、5.46 dB. 展开更多

关键词 减阻降噪 计算流体力学 涡发生器 沟槽 改进延迟分离涡模拟 FW-H方程

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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 被引量：6

10

作者 齐江辉 郭健 +2 位作者 郑亚雄 董斌 朱成华 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期2605-2612,共8页

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... 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。 展开更多

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

原文传递

DES与DDES在湍流分离中的原理与性能研究

11

作者 宋汉奇 张恺玲 +1 位作者 马鸣 阎超 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期2482-2492,共11页

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... 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。 展开更多

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

原文传递

基于DDES耦合FW-H方法的吊舱推进器水动力噪声特性

12

作者 高波 梅子逸 +2 位作者 张宁 赖元庆 倪丹 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第7期693-700,共8页

为研究吊舱推进器非定常流场和诱发的声场结构,采用DDES耦合FW-H方法,对其开展了高精度非定常数值计算.结果表明:由于吊柱诱发的强烈动静干涉作用,使螺旋桨至吊柱区域内的压力脉动幅值上升;吊舱推进器的涡量分布较为复杂,由于吊舱体的... 为研究吊舱推进器非定常流场和诱发的声场结构,采用DDES耦合FW-H方法,对其开展了高精度非定常数值计算.结果表明:由于吊柱诱发的强烈动静干涉作用,使螺旋桨至吊柱区域内的压力脉动幅值上升;吊舱推进器的涡量分布较为复杂,由于吊舱体的扰流作用,除螺旋桨本身产生的主、副涡外,还出现干涉尾涡结构,且主涡区向上偏移.通过计算盘面上各个声接收点处的谐波频率标准差发现,声场在浆盘面上无明显声指向性.通过设置空间曲面内的声接收点阵列,获得了吊舱推进器的声场空间分布特性.发现轴频和叶频始终是其主要频率;在螺旋桨桨盘面附近的声压脉动无明显指向性,但在空间曲面上,轴频和叶频的分布特征明显,存在有明显形状的高低值区;在吊舱推进器后方,声压逐渐衰减,但叶频处能量衰减趋势小于轴频处. 展开更多

关键词 吊舱推进器 延迟分离涡模拟 非定常流场 水动力噪声

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环境风对高速列车气动噪声特性的影响分析

13

作者 张治乾 于培师 +1 位作者 赵军华 赵凡 《应用声学》 CSCD 北大核心 2024年第3期533-541,共9页

气动噪声随着列车运行速度的提高急剧增加,是高速列车噪声的重要组成部分。本文使用缩比为1:20的三车编组模型,通过三维瞬态延迟分离涡模型求解高速列车的外流场,分析了环境风对流场结构与声源特性的影响;之后使用FW-H方程进行噪声传播... 气动噪声随着列车运行速度的提高急剧增加,是高速列车噪声的重要组成部分。本文使用缩比为1:20的三车编组模型,通过三维瞬态延迟分离涡模型求解高速列车的外流场,分析了环境风对流场结构与声源特性的影响;之后使用FW-H方程进行噪声传播计算,分析了不同速度的环境风对高速列车气动声学行为特性的影响。结果表明:高速列车主要的噪声源分布在转向架附近,在环境风的影响下,列车背风侧声源强度高于迎风侧,列车底部声源强度增幅较大。10 m/s以内的环境风会改变高速列车在尾流区域的声学指向性,并使气动噪声增加2.1∼8.7 dB。相关结论可以为高速列车气动声学设计等研究提供参考。 展开更多

关键词 高速列车 气动噪声 延迟分离涡模拟 FW-H方程 环境风

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吹风比和肋板对叶片尾缘开缝气膜冷却特性的影响

14

作者 何坤 王茜 晏鑫 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期99-110,共12页

为了阐明吹风比和肋板对燃气透平叶片尾缘开缝区域气膜冷却性能的影响,采用延迟-分离涡模拟方法求解了尾缘开缝模型的流量系数、非定常流场结构和气膜冷却效率,采用实验数据考核了延迟-分离涡模拟方法对流量系数和气膜冷却效率预测的有... 为了阐明吹风比和肋板对燃气透平叶片尾缘开缝区域气膜冷却性能的影响,采用延迟-分离涡模拟方法求解了尾缘开缝模型的流量系数、非定常流场结构和气膜冷却效率,采用实验数据考核了延迟-分离涡模拟方法对流量系数和气膜冷却效率预测的有效性,获得了使尾缘开缝壁面气膜冷却效率最佳吹风比。结果表明:流量系数随吹风比增加而增大,但吹风比大于0.65后,流量系数几乎不受吹风比影响;在吹风比0.20~0.65范围内,尾缘开缝壁面气膜冷却效率随吹风比增加而增加;在吹风比0.80~1.25范围内,冷热气掺混剧烈,冷却效率略微下降;肋板结构增加了冷气通道的阻塞效应,并限制了开缝区域冷气旋涡的发展,导致展向涡提前扭曲、变形和分解;相对于无肋板结构,带肋尾缘开缝结构的流量系数下降了约5%,气膜冷却性能提升了约10.8%。开缝下游的旋涡脱落和冷热气流间的掺混是影响开缝壁面冷却效率的主要原因,综合考虑冷气消耗和气膜冷却效率,无肋板时最佳吹风比为0.65,带肋板时最佳吹风比为0.5。 展开更多

关键词 航空发动机 尾缘开缝 肋板 气膜冷却 流量系数 延迟-分离涡模拟

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并列三柱体风致干扰DDES模拟分析 被引量：1

15

作者 张爱社 高翠兰 王元雷 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期748-753,共6页

采用基于SST k-ω湍流模型的延迟分离涡模拟方法DDES(Delayed detached eddy simulation),对三并列线性布置柱体的风荷载和流场特性进行了数值模拟。为验证方法的有效性,对单个三维方柱绕流进行了计算分析,比较计算值与试验结果的风荷... 采用基于SST k-ω湍流模型的延迟分离涡模拟方法DDES(Delayed detached eddy simulation),对三并列线性布置柱体的风荷载和流场特性进行了数值模拟。为验证方法的有效性,对单个三维方柱绕流进行了计算分析,比较计算值与试验结果的风荷载特征,两者符合较好。然后采用DDES研究了三并列方柱对称布置时,间距比对中间受扰建筑风致干扰的问题。数值结果表明,间距比较小时对受扰建筑风荷载分布有较大影响。总的来看,当间距比约为3.0时,受扰建筑的影响达到最大。同时,数值分析了三方柱周围瞬态流场特征,探讨了临近建筑之间的干扰机理。结果表明,SST-DDES方法能够较好地预测绕方柱流动分离问题,可为群体高层建筑气动相互干扰研究提供参考。 展开更多

关键词 并列三柱体 干扰效应 延迟分离涡模拟 风荷载 湍流模型

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导管桨近水平壁面流场特性DDES模拟

16

作者 张嶔 郭子康 +2 位作者 刘永辉 赵昌宇 许情 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期134-141,共8页

为研究导管桨受水平壁面影响的流场特性,并为处理港池或航道内的局部冲刷提供理论上的参考,本文采用延迟分离涡模拟(Delayed detached eddy simulation,DDES)和滑移网格AMI(Arbitrary mesh interface)相结合的方法对在水平壁面影响下系... 为研究导管桨受水平壁面影响的流场特性,并为处理港池或航道内的局部冲刷提供理论上的参考,本文采用延迟分离涡模拟(Delayed detached eddy simulation,DDES)和滑移网格AMI(Arbitrary mesh interface)相结合的方法对在水平壁面影响下系泊和进速系数J=0.4的水平导管桨和7°倾斜导管桨进行了数值模拟。通过模拟分析发现,水平壁面对导管桨尾流有吸附作用,且对于系泊状态下的水平导管桨影响更为明显。相较于水平导管桨,倾斜导管桨受壁面影响作用出现在尾流较后阶段。对于有进速的倾斜导管桨,其尾流受斜流的影响大于受水平壁面的影响。 展开更多

关键词 导管桨 涡 延迟分离涡模拟 近壁面流场 尾流特性

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类X-51A飞行器非定常湍流精细模拟 被引量：3

17

作者 余华峰 刘宏康 +1 位作者 陈树生 阎超 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期624-632,共9页

针对类X-51A飞行器在超声速大迎角状态下存在的大范围非定常分离流动,开展了精细化湍流数值模拟研究。计算基于高阶格式下的延迟分离涡模拟方法(DDES),来流马赫数为2.5,迎角为10°。分析了该复杂流场中存在的分离流动现象、分离流... 针对类X-51A飞行器在超声速大迎角状态下存在的大范围非定常分离流动,开展了精细化湍流数值模拟研究。计算基于高阶格式下的延迟分离涡模拟方法(DDES),来流马赫数为2.5,迎角为10°。分析了该复杂流场中存在的分离流动现象、分离流动诱导的气动特性变化规律以及压力脉动特点;其中重点研究了壁面压力脉动强度分布情况和监测点压力脉动频谱特性。分析结果表明:飞行器大迎角飞行时从侧缘诱导出明显的分离涡,并对尾部舵面产生干扰;受干扰尾舵表现出明显的非线性及非定常气动特性;分离涡的存在导致飞行器尾舵前缘等位置的壁面压力脉动显著增强,200～300Hz的低频高幅值脉动可能会导致结构破坏。 展开更多

关键词 非定常 分离流动 压力脉动 延迟分离涡模拟(DDES) 数值模拟

原文传递

加装来流侧分隔板的圆柱绕流三维数值模拟研究 被引量：4

18

作者 郭涵慧 赵伟文 万德成 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2020年第S02期132-141,共10页

基于Open FOAM开源平台,采用基于剪切应力运输的分离涡模拟,即SST-DDES方法,对不可压缩粘性流体的三维圆柱绕流问题进行了数值模拟。在此基础上,对长径比为π的圆柱加装位于来流侧的刚性分隔板。分隔板流向长度范围为0.5~2.0倍圆柱直径... 基于Open FOAM开源平台,采用基于剪切应力运输的分离涡模拟,即SST-DDES方法,对不可压缩粘性流体的三维圆柱绕流问题进行了数值模拟。在此基础上,对长径比为π的圆柱加装位于来流侧的刚性分隔板。分隔板流向长度范围为0.5~2.0倍圆柱直径,厚度为0.078倍圆柱直径。在雷诺数Re=3 900情况下,进一步对加装来流侧分隔板的圆柱三维绕流情况进行数值模拟。由于涡旋结构在刚性分流板两侧沿表面向圆柱前壁移动,改变了圆柱的来流条件及圆柱表面压力的分布,基于数值模拟结果,分析其旋涡脱落周期、升阻力系数及圆周压力曲线,以讨论相比于裸圆柱情况,分析不同长度的来流侧分隔板在该雷诺数下对圆柱绕流流场的影响,并分析分隔板影响圆柱绕流流场的相关机理。 展开更多

关键词 圆柱绕流 延迟分离涡模拟 流动分离 湍流模型

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分隔板对Spar平台涡激运动响应影响的分析研究 被引量：1

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作者 郭涵慧 赵伟文 万德成 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2022年第6期11-20,共10页

当流体流经单柱式结构物时,由于流体黏性和逆压梯度的存在,会产生非定常的升力、阻力和涡旋脱落,即涡激运动现象,对一座Truss Spar平台的硬舱部分附加长度为1.0 D(D为硬舱直径)的刚性来流侧分隔板,基于开源平台OpenFOAM,采用基于剪切应... 当流体流经单柱式结构物时,由于流体黏性和逆压梯度的存在,会产生非定常的升力、阻力和涡旋脱落,即涡激运动现象,对一座Truss Spar平台的硬舱部分附加长度为1.0 D(D为硬舱直径)的刚性来流侧分隔板,基于开源平台OpenFOAM,采用基于剪切应力运输的延迟分离涡模拟(SST-DDES)方法,在不可压缩黏性流场中,对其进行三维数值模拟,以研究在不同流速下,来流侧分隔板对Spar平台涡激运动特性和运动响应的影响。结果表明:在较高流速下,横荡周期减小22.21%,横荡最大幅值减小81.3%。说明在较高流速下,附加分隔板有助于减少Spar平台的运动响应幅值。 展开更多

关键词 SPAR平台 延迟分离涡模拟 涡激运动 分隔板

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冲刷地形下近壁面串列双圆管绕流问题的数值模拟

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作者 鲁小辉 张嶔 +1 位作者 杨博 梁丙臣 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期114-121,共8页

为探究复杂地形条件对串列双圆管局部流场及圆管受力特征的影响,本文基于Spalart-Allmaras改进延迟分离涡模拟(Improved detached eddy simulation,IDDES)湍流模型,利用开源OpenFOAM求解器模拟了7种不同水平间距条件下串列双圆管在冲刷... 为探究复杂地形条件对串列双圆管局部流场及圆管受力特征的影响,本文基于Spalart-Allmaras改进延迟分离涡模拟(Improved detached eddy simulation,IDDES)湍流模型,利用开源OpenFOAM求解器模拟了7种不同水平间距条件下串列双圆管在冲刷地形下的流场特征。分析了在不同水平间距条件下,上、下游圆管的受力特征、平均流场特征及瞬时涡量场特征,探究了双圆管下方冲刷坑的成因。模型结果显示,在冲刷地形下,随着两管之间水平间距的变化,两圆管的尾迹同样会经历从延伸体流态到重新附着流态,最后发展至共同脱落流态的变化。在冲刷地形条件下,上游圆管会受到一个流体施加的向下作用力。当两管尾迹处于重新附着流态时,上游圆管的涡脱落会被抑制,下游圆管在较小的水平间距条件下会受到一个负向的拖曳力,随着水平间距的增大逐渐转为正向。通过对平均流场和瞬时涡量场的分析可知,在水平间距较小的情况下,冲刷坑的形态主要受制于平均水流。而在水平间距较大的情况下,下游冲刷坑的发展主要受到上游圆管涡脱落的影响。 展开更多

关键词 串列双圆管 边界层 涡脱落 流动分离 改进延迟分离涡模拟 OpenFOAM求解器

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