k-kL两方程湍流模型的改进及验证研究

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1、第7卷第2期航空工程进展V01．7No．22016年5月ADVANCESINAER()NAUTlCALSCIENCEANDENGINEERINGMay2016文章编号：1674—8190(2016)02—209一07肛足L两方程湍流模型的改进及验证研究李广佳1，李喜乐1，张强2，郝海兵3，李典3(1．中国航天空气动力技术研究院第十一总体设计部，北京100074)(2．西北工业大学航空学院，西安710072)(3．中国航空计算技术研究所第七研究室，西安710068)摘要：提高湍流数值模拟的准确性，从而明确湍流模型对数值模拟结果的影响具有重要的意义，应

2、用K．S．AbdoI—Hamid给出的尺度自适应}奄L两方程模型封闭RANS方程，并修改vonKarman长度尺度的限制方法，通过平板、翼型、后台阶等流动的模拟，考察}七L模型在湍流模拟中的准确性，及其反映主要流动特征的能力和网格收敛性，并对影响流动模拟准确性的因素进行讨论。结果表明：改进长度尺度限制之后的}女L两方程模型无论是对附着流动还是分离流动都可以给出比较准确的结果。关键词：}女L两方程湍流模型；RANS；vonKarman长度尺度中图分类号：V211文献标识码：ADoI：10．16615／j．cnki．1674—8190．2016．02．

3、011ImproVementandValidationof肛是LTwo-equationTurbulenceModelLiGuan鲥ial，LiXilel，ZhangQian92，HaoHaibin93，I，iDian3(1．TheEleventhDesignDepartment，ChinaAcademyofAerospaceAerodynamics，Beijing100074，China)(2．SchooIofAeronautics，NorthwesternPoIytechnicalUniversity，Xi’an710072，China)(3．

4、No．7Department，AeronauticalComputingTechniqueResearchInstitute，Xi’an710068，China)Abstmct：ItisofimportantsignificancetoimprovetheaccuracyofturbuIentflowsimulations，andidentifytheeffectsofturbulencemodeIonsimuIationresults，Thescaleadaptive肛壶Ltwo—equationturbulencemodelcon—struct

5、edbyK．S．Abdol—HamidisappliedtocloseRANSequationsandassessed．AmodificationtotheupperlimitinvonKarmanlengthscaleisproposed．Somefactorseffectingsimulationaccuracyarealsodiscussed．Anumberoftestcasesincludingflatplatecase，airfoilcaseandbackwardfacingstepcaseareruntodemonstratetheac

6、curacyofthismodelanditscapabilltytoresolveimportantflowfeaturesandgridconvergence．Testre—sultsshowthatthisturbulencemodelissuperiororatleastcomparabletoothertwo—equationturbulencemodelsinsimuIatingeitherattachedorseparatedturbulentflows．Keywo州Is：}志Ltwo—equationturbulencemodel；

7、RANS；vonKarmanlengthscale0引言A．N．K01mogorov于1942年提出的两方程湍流模型是研究所有基于统计平均的湍流模型的基础。两方程湍流模型的概念反映了湍流研究的基本思想，即在平均流动中模拟湍流效应需要两个收稿日期：2016一04—20；修回日期：2016一05—10通信作者：李喜乐，lxll027@163．com相互独立的湍流尺度变量，这两个湍流尺度可以通过各自的输运方程求解给出。此外，两方程湍流模型也是其他更高阶湍流模型的基础和核心，例如雷诺应力模型、显式代数应力模型或者其他基于非线性应力一应变关系的湍流模型。即使

8、只采用涡粘系数作为唯一变量的一方程湍流模型(例如SA湍流模型J1)，也可以在平衡假设(EquilibriumAs—sump