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宽速域RANS-LES混合方法的发展及应用
被引量：
12
1
作者
肖志祥
罗堃宇
刘健
《空气动力学学报》
CSCD
北大核心
2017年第3期338-353,共16页
传统的雷诺平均方法(RANS)已经不能满足大范围分离、激波振荡、压力脉动、动载荷等极端工况下的流动预测需求;大涡模拟(LES)、直接数值模拟(DNS)等方法资源耗费多、效率低,离工程湍流问题仍较为遥远。RANSLES混合方法结合了RANS高效率和...
传统的雷诺平均方法(RANS)已经不能满足大范围分离、激波振荡、压力脉动、动载荷等极端工况下的流动预测需求;大涡模拟(LES)、直接数值模拟(DNS)等方法资源耗费多、效率低,离工程湍流问题仍较为遥远。RANSLES混合方法结合了RANS高效率和LES高精度的特点,近期有望大规模应用到工程湍流问题中。首先对现有的RANS-LES混合方法进行了归类,对各自的构造思想、特点进行了分析。然后报告了脱体涡模拟(DES)类方法的发展历程和现状,讨论了使用DES类方法计算分离流动时,对流项离散格式对分离特性、小尺度结构及频谱特性等的影响,并构造了自适应耗散函数。最后介绍了近年来国内外RANS-LES混合方法在宽马赫数范围(马赫数从0.1到20)内的机理研究和工程应用。现有的以DES类方法为代表的RANS-LES混合方法能够较为精细地模拟非定常大分离流动中的复杂现象,但在计算效率等方面还有较大的改进空间;植入式DES方法在模拟全机带部件流动上具有较高的效率和模拟精度,是重要的发展方向。RANS-LES混合方法在动态失速、燃烧、气动弹性、气动噪声、气动光学等与非定常流动密切相关的方面也有广阔的应用前景。
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关键词
rans-les混合方法
脱体涡模拟
计算流体力学
非定常流动
流动分离
高雷诺数湍流
下载PDF
职称材料
基于RANS-LES混合方法的翼型大迎角非定常分离流动研究
被引量：
24
2
作者
刘周
杨云军
+1 位作者
周伟江
龚安龙
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第2期372-380,共9页
使用雷诺平均Navier-Stokes方程-大涡模拟(RANS-LES)混合方法中的延迟分离涡模拟(DDES)方法,模拟了NACA 0015翼型在大迎角下的静态绕流和强迫振荡运动并与实验值进行了比较。在大迎角静态翼型大分离流动模拟中,DDES方法捕获了非定常RAN...
使用雷诺平均Navier-Stokes方程-大涡模拟(RANS-LES)混合方法中的延迟分离涡模拟(DDES)方法,模拟了NACA 0015翼型在大迎角下的静态绕流和强迫振荡运动并与实验值进行了比较。在大迎角静态翼型大分离流动模拟中,DDES方法捕获了非定常RANS计算未能获得的机翼背风面的涡脱落现象。在所采用的RANS和DDES模型中,基于剪切应力输运(SST)湍流模型的SST-DDES混合方法给出的时均压力系数分布与实验吻合得最好。在大迎角强迫振荡翼型绕流模拟中,DDES方法得到的非定常气动载荷与实验值吻合得很好,正确地反映了最大迎角处阻力和俯仰力矩的阶跃性突变,而非定常RANS计算则给出了完全错误的趋势。
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关键词
rans-les混合方法
分离涡模拟
流动分离
涡脱落
强迫振荡
气动载荷
大迎角
原文传递
关于约束大涡模拟方法的一些思考
被引量：
3
3
作者
夏振华
史一蓬
《空气动力学学报》
CSCD
北大核心
2020年第2期217-223,共7页
高雷诺数壁湍流是工程设计和应用中非常重要的问题之一,其高效高精度的模拟方法一直是湍流研究的重要研究方向。约束大涡模拟方法(CLES)是近些年提出的新模拟方法之一,和传统的RANS/LES混合方法不同,CLES在全场做LES计算:在靠近壁面的内...
高雷诺数壁湍流是工程设计和应用中非常重要的问题之一,其高效高精度的模拟方法一直是湍流研究的重要研究方向。约束大涡模拟方法(CLES)是近些年提出的新模拟方法之一,和传统的RANS/LES混合方法不同,CLES在全场做LES计算:在靠近壁面的内区,它采用带约束的亚网格模型,而在外区,它使用传统的亚网格模型。经过近10年的努力,CLES方法已经在不可压/可压缩附着流、不可压缩/可压缩分离流等经典算例中得到了验证,并成功应用于航空气动中复杂流动的模拟。本文在介绍CLES方法基本原理的基础上,对CLES方法应用中的一些问题进行了讨论,最后对CLES方法的未来研究方向也做了一些概括。
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关键词
高雷诺数
壁湍流
约束大涡模拟
方法
rans-les混合方法
物理约束
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职称材料
新一代战斗机非定常流动数值研究综述
被引量：
4
4
作者
肖志祥
崔文瑶
+2 位作者
刘健
罗堃宇
孙元昊
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第6期64-79,共16页
新一代战斗机强调超机动能力和强隐身性,其中大攻角下的静态失速、动态失速及内埋弹仓绕流是与高机动和强隐身密切相关的、极具挑战的几类典型的非定常流动,它们对数值方法提出了极高的要求。为了高精度地仿真流场、清楚地揭示流动机理...
新一代战斗机强调超机动能力和强隐身性,其中大攻角下的静态失速、动态失速及内埋弹仓绕流是与高机动和强隐身密切相关的、极具挑战的几类典型的非定常流动,它们对数值方法提出了极高的要求。为了高精度地仿真流场、清楚地揭示流动机理,有效地控制非定常流动,非常有必要发展高精度且高效率的RANS-LES混合方法体系,包含RANS-LES混合方法本身、与RANS-LES混合方法匹配的高精度自适应耗散格式、基准湍流模式、高质量计算网格、高精度时间推进方法、非定常量的统计方法等,具有极强的紧迫性。提出、发展、验证并应用该类方法数值仿真新一代战斗机(包括单独部件、组合体、甚至全机)的非定常流动,数值预测结果与风洞实验数据吻合良好;此类方法可为新型战斗机设计提供理论依据和分析手段。
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关键词
过失速机动
静态/动态失速
内埋弹仓
rans-les混合方法
自适应耗散格式
原文传递
题名
宽速域RANS-LES混合方法的发展及应用
被引量：
12
1
作者
肖志祥
罗堃宇
刘健
机构
清华大学航天航空学院
出处
《空气动力学学报》
CSCD
北大核心
2017年第3期338-353,共16页
基金
国家自然科学基金面上项目(11372159)
国家重点研发计划(2016YFA0401200)
欧盟地平线2020研究创新项目IMAGE(688971)
文摘
传统的雷诺平均方法(RANS)已经不能满足大范围分离、激波振荡、压力脉动、动载荷等极端工况下的流动预测需求;大涡模拟(LES)、直接数值模拟(DNS)等方法资源耗费多、效率低,离工程湍流问题仍较为遥远。RANSLES混合方法结合了RANS高效率和LES高精度的特点,近期有望大规模应用到工程湍流问题中。首先对现有的RANS-LES混合方法进行了归类,对各自的构造思想、特点进行了分析。然后报告了脱体涡模拟(DES)类方法的发展历程和现状,讨论了使用DES类方法计算分离流动时,对流项离散格式对分离特性、小尺度结构及频谱特性等的影响,并构造了自适应耗散函数。最后介绍了近年来国内外RANS-LES混合方法在宽马赫数范围(马赫数从0.1到20)内的机理研究和工程应用。现有的以DES类方法为代表的RANS-LES混合方法能够较为精细地模拟非定常大分离流动中的复杂现象,但在计算效率等方面还有较大的改进空间;植入式DES方法在模拟全机带部件流动上具有较高的效率和模拟精度,是重要的发展方向。RANS-LES混合方法在动态失速、燃烧、气动弹性、气动噪声、气动光学等与非定常流动密切相关的方面也有广阔的应用前景。
关键词
rans-les混合方法
脱体涡模拟
计算流体力学
非定常流动
流动分离
高雷诺数湍流
Keywords
hybrid
rans-les
methods
detached-eddy simulation
computational fluid dynamics
unsteady flow
separation
turbulence at high reynolds number
分类号
V211.3 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
下载PDF
职称材料
题名
基于RANS-LES混合方法的翼型大迎角非定常分离流动研究
被引量：
24
2
作者
刘周
杨云军
周伟江
龚安龙
机构
中国航天空气动力技术研究院
出处
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第2期372-380,共9页
基金
国家自然科学基金(90916001)~~
文摘
使用雷诺平均Navier-Stokes方程-大涡模拟(RANS-LES)混合方法中的延迟分离涡模拟(DDES)方法,模拟了NACA 0015翼型在大迎角下的静态绕流和强迫振荡运动并与实验值进行了比较。在大迎角静态翼型大分离流动模拟中,DDES方法捕获了非定常RANS计算未能获得的机翼背风面的涡脱落现象。在所采用的RANS和DDES模型中,基于剪切应力输运(SST)湍流模型的SST-DDES混合方法给出的时均压力系数分布与实验吻合得最好。在大迎角强迫振荡翼型绕流模拟中,DDES方法得到的非定常气动载荷与实验值吻合得很好,正确地反映了最大迎角处阻力和俯仰力矩的阶跃性突变,而非定常RANS计算则给出了完全错误的趋势。
关键词
rans-les混合方法
分离涡模拟
流动分离
涡脱落
强迫振荡
气动载荷
大迎角
Keywords
hybrid
rans-les
method
detached eddy simulation
flow separation
vortex shedding
forced oscillation
aerodynamic load
high angle of attack
分类号
V211.3 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
原文传递
题名
关于约束大涡模拟方法的一些思考
被引量：
3
3
作者
夏振华
史一蓬
机构
浙江大学航空航天学院工程力学系
北京大学工学院湍流与复杂系统国家重点实验室
出处
《空气动力学学报》
CSCD
北大核心
2020年第2期217-223,共7页
基金
国家自然科学基金(11822208,11772297,91752202,91852205)。
文摘
高雷诺数壁湍流是工程设计和应用中非常重要的问题之一,其高效高精度的模拟方法一直是湍流研究的重要研究方向。约束大涡模拟方法(CLES)是近些年提出的新模拟方法之一,和传统的RANS/LES混合方法不同,CLES在全场做LES计算:在靠近壁面的内区,它采用带约束的亚网格模型,而在外区,它使用传统的亚网格模型。经过近10年的努力,CLES方法已经在不可压/可压缩附着流、不可压缩/可压缩分离流等经典算例中得到了验证,并成功应用于航空气动中复杂流动的模拟。本文在介绍CLES方法基本原理的基础上,对CLES方法应用中的一些问题进行了讨论,最后对CLES方法的未来研究方向也做了一些概括。
关键词
高雷诺数
壁湍流
约束大涡模拟
方法
rans-les混合方法
物理约束
Keywords
high Reynolds number
wall-bounded turbulence
constrained large-eddy simulation
hybrid
rans-les
method
physical constraints
分类号
V211.3 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
下载PDF
职称材料
题名
新一代战斗机非定常流动数值研究综述
被引量：
4
4
作者
肖志祥
崔文瑶
刘健
罗堃宇
孙元昊
机构
清华大学航天航空学院
出处
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第6期64-79,共16页
基金
国家重大项目(GJXM92579)
国家自然科学基金(91952302,11772174,91852113)
国家重点研发计划(2019YFA0405300)。
文摘
新一代战斗机强调超机动能力和强隐身性,其中大攻角下的静态失速、动态失速及内埋弹仓绕流是与高机动和强隐身密切相关的、极具挑战的几类典型的非定常流动,它们对数值方法提出了极高的要求。为了高精度地仿真流场、清楚地揭示流动机理,有效地控制非定常流动,非常有必要发展高精度且高效率的RANS-LES混合方法体系,包含RANS-LES混合方法本身、与RANS-LES混合方法匹配的高精度自适应耗散格式、基准湍流模式、高质量计算网格、高精度时间推进方法、非定常量的统计方法等,具有极强的紧迫性。提出、发展、验证并应用该类方法数值仿真新一代战斗机(包括单独部件、组合体、甚至全机)的非定常流动,数值预测结果与风洞实验数据吻合良好;此类方法可为新型战斗机设计提供理论依据和分析手段。
关键词
过失速机动
静态/动态失速
内埋弹仓
rans-les混合方法
自适应耗散格式
Keywords
super-maneuverability
static/dynamic stall
embedded weapon bay
rans-les
hybrid method
adaptive dissipation scheme
分类号
V211.4 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
宽速域RANS-LES混合方法的发展及应用
肖志祥
罗堃宇
刘健
《空气动力学学报》
CSCD
北大核心
2017
12
下载PDF
职称材料
2
基于RANS-LES混合方法的翼型大迎角非定常分离流动研究
刘周
杨云军
周伟江
龚安龙
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014
24
原文传递
3
关于约束大涡模拟方法的一些思考
夏振华
史一蓬
《空气动力学学报》
CSCD
北大核心
2020
3
下载PDF
职称材料
4
新一代战斗机非定常流动数值研究综述
肖志祥
崔文瑶
刘健
罗堃宇
孙元昊
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
4
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