基于螺旋度改进的DDES-SA模型预测叶尖泄漏流动

作     者：汪光宇 柳阳威 唐雨萌 高雁飞 刘旭亮 WANG Guangyu;LIU Yangwei;TANG Yumeng;GAO Yanfei;LIU Xuliang

作者机构：北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100191 北京航空航天大学航空发动机气动热力国家级重点实验室北京100191 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：《工程热物理学报》 (Journal of Engineering Thermophysics)

年 卷 期：2024年第45卷第8期

页      面：2290-2298页

核心收录：

学科分类：080103[工学-流体力学] 08[工学] 080104[工学-工程力学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(No.51976006,No.52106039) 中国航发集团产学研合作项目(No.HFZL2023CXY002) 空气动力学国家重点实验室开放课题资助(No.SKLA2019A0101) 

主　　题：DDES-SA 螺旋度 叶尖泄漏流 模型修正 湍流黏性 

摘      要：基于Spalart-Allmaras(SA)湍流模型的延迟脱体涡模拟(Delayed Detached Eddy Simulation, DDES)方法作为一种经典的混合雷诺平均(RANS)–大涡模拟(LES)方法,已被广泛应用。然而,DDES-SA模型虽结合了RANS及LES方法的优点,但在叶轮机领域的实际应用中仍存在局限性,难以达到期望的预测精度。本研究引入螺旋度对传统的DDES-SA模型进行修正,通过螺旋度精准识别流向涡核,减弱涡核处过高的湍流黏性,从而显著提升DDES-SA模型对叶尖泄漏流动的预测能力。本文采用改进前后DDES-SA对简化的叶轮机转子叶尖泄漏流动进行了数值模拟,以大涡模拟结果为基准,评估了改进前后的DDES-SA方法对泄漏流动的预测性能。结果表明,基于螺旋度改进的DDES-SA方法预测值和LES结果更接近,并能提供更准确的涡核强度及非定常特性,显著提升了其对叶尖泄漏流的预测能力。