气体运动论BGK格式的翼型绕流数值模拟

作     者：熊生伟 钟诚文 卓丛山 李凯 陈效鹏 Xiong Shengwei;Zhong Chengwen;Zhuo Congshan;Li Kai;Chen Xiaopeng

作者机构：西北工业大学翼型叶栅空气动力学国家重点实验室陕西西安710072 西北工业大学高性能计算研究与发展中心陕西西安710072 西北工业大学力学与土木建筑学院陕西西安710072 

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

年 卷 期：2010年第31卷第6期

页      面：1099-1105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：航空科学基金(20061453020) 西北工业大学基础科学研究基金 

主　　题：BGK 气体运动论 非均匀 贴体网格 翼型 

摘      要：以气体运动论BGK(Bhatnagaar-Gross-Krook)格式为基础,通过改进非均匀网格下的通量计算方法,把气体运动论BGK方法应用到二维贴体网格上模拟了可压缩的无黏和黏性流动。在重构阶段,以交界面周围4个网格单元为一组,先把每个网格单元的宏观量(密度、动量和总能量)转换在相对于交界面的坐标系下,然后使用van Leer限制器插值求出交界面的宏观量,在求解阶段再使用BGK理论求出流过交界面的通量。通过上述方法使贴体网格和均匀网格,在计算格式上一致,与其他求解二维贴体网格的气体运动论BGK方法相比,该方法相对简单,计算量减小。结合贴体网格通量计算和气体运动论BGK格式方法理论,分别对亚、跨、超声速下的NACA0012翼型绕流进行了数值模拟和对比研究,所得可压缩无黏流动的数值结果与北大西洋公约组织航天研究与发展咨询组(AGARD)的结果吻合良好。本文还模拟了低雷诺数状态下的可压缩黏性流动,所得结果与文献中的数值计算结果吻合良好,证明了该方法在数值模拟及激波捕捉方面具有鲁棒性,为在复杂流动中的应用提供了一种简单的途径。