湍流模型离散精度对数值模拟影响的计算分析

作     者：王运涛 孙岩 王光学 张玉伦 李松 WANG Yuntao;SUN Yan;WANG Guangxue;ZHANG Yulun;LI Song

作者机构：中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所绵阳621000 中国空气动力研究与发展中心空气动力学国家重点实验室绵阳621000 

出 版 物：《航空学报》 (Acta Aeronautica et Astronautica Sinica)

年 卷 期：2015年第36卷第5期

页      面：1453-1459页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080103[工学-流体力学] 0802[工学-机械工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0704[理学-天文学] 0701[理学-数学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家重点基础研究发展计划(2014CB744803)~~ 

主　　题：湍流模型 RANS方程 加权紧致非线性格式 数值模拟 网格密度 气动特性 

摘      要：基于雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程和结构网格技术,采用五阶空间离散精度的加权紧致非线性格式(WCNS),通过改变物面法向第一层网格间距,开展了剪切应力输运(SST)两方程模型不同离散精度的数值分析。主要目的是为高阶精度格式在复杂外形上的应用提供技术支撑。计算模型包含了低速NLR 7301两段翼型和高速RAE2822翼型,研究内容主要包括湍流模型的二阶精度离散和五阶精度离散两种方式对收敛历程、边界层湍流黏性系数分布、边界层速度分布、压力系数分布以及气动特性的影响。在与试验数据对比的基础上,计算结果表明:对于不同的第一层物面法向网格间距,湍流模型离散精度对低速绕流计算结果有比较明显的影响,对于高速小迎角附着流动计算结果影响不明显;相对于湍流模型二阶精度离散,湍流模型高阶精度离散网格敏感性较弱,具有更高的数值模拟精度,但收敛性略差。