高精度WENO格式平面叶栅内流大涡模拟

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1、第36卷第4期工Ｖｄ．36Ｎｏ．4程热物理学报，2015年4月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＴＨＥＲＭＯＰＨＹＳＩＣＳＡｐｒ．2015，基于高精度ＷＥＮＯ格式的平面叶栅内流大涡模拟口111李震周逊王松涛冯国泰（1．哈尔滨工业大学能源科学与工程学院50001，哈尔滨1；2．西安交通大学能源与动力工程学院西安710049），摘要基于5阶ＡＶＥＮＯ格式结合ＡＵＳＭ＋－Ｕｐ通量分裂方法编制密度基有限差分数值计算程序并对ＮＡＣＡ65平面，叶栅在不可压和亚音速工况下的流动进行三维大涡模拟研究，计算所得

2、翼型表面时均压力系数分布与文献中实验结果符合较好使数值算法和计算程序的可用性得到验证。大涡模拟获得了叶栅流道内瞬态流场的细节特征体现了高分辨率格，，式捕捉精细流动结构的能力．本文工作为针对叶轮机械复杂可压缩内流问题进行更深入的高精度ＬＥＳ研究奠定了基础，关键词大涡模拟；ＷＥＮＯ格式；ＡＵＳＭ格式；平面叶栅－＾＾中图分类号：ＴＫ121：Ａ：0253231Ｘ201504075605文献标识码文章编号（）ＬａｒｇｅＥｄｄｙＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＦｌｏｗｉｎｔｈｅＬｉｎｅａｒＣａｓｃａｄｅＢａｓｅｄｏｎＨｉｇｈ

3、ＯｒｄｅｒＡｃｃｕｒａｃｙＷＥＮＯＳｃｈｅｍｅ12111ＬＩＺｈｅｎ’ＺＨＯＵＸｕｎＷＡＮＧＳｏｎｇ－ＴａｏＦＥＮＧＧｕｏ－Ｔａｉ1．ＳｃｈｏｏｌｏｆｔｔｔＣｈｎａＥｎｅｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｉｎｅｅｒｉｎＨａｒｂｉｎＩｎｓｉｕｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏＨａｒｂｉｎ150001ｉ（ｇｙｇｇ，ｇｙ，，；2＇＇．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｅｒｇｙａｎｄＰｏｗｅｒＥｎｉｎｅｅｒｉｎＸｉａｎＪｉａｏｔｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔＸｉａｎ710049Ｃｈｉｎａ）ｇｇ，ｇｙ，，Ａｂｓｔｒａｃ

4、ｔＡｄｅｎｓｉｔ－ｂａｓｅｄＣＦＤｒｏｒａｍｉｓｄｅｖｅｌｏｅｄｂａｓｅｄｏｎ5ｅｒＷＥＮｓｃｈｅｍｅａｎｙｐｇｐｔｈｏｒｄＯｄＡＵＳＭ＋－ｕｆｌｕｘｓｉｍｅｔｈｏｄｔｈｅＮｌｄｉｂｌｌｔｔｉｎａｎｄｆｌｏｗｉｎｔｈｅＡＣＡ65ｉｎｅａｒｃａｓｃａｅｕｎｄｅｒｉｎｃｏｍｒｅｓｓｅｐｐｇ，ｐａｎｄｓｕｂｓｏｎｉｃｏｅｒａｉｎｃｏｎｄ－ｐｔｇｉｔｉｏｎｓｉｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｂｙＬＥＳｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｔｉｍｅａｖｅｒａｇｅｄｐｒｅｓｓｕｒｅｃｏｅｆｉｃｉｅｎｔ

5、ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｎｔｈｅａｉｒｆｏｉｌｓｕｒｆａｃｅａｇｒｅｅｓｗｅｌｌｗｉｔｈｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｉｎｔｈｅｌｉｔｅｒａｔｕｒｅａｎｄｔｈｕｓｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｏｆｔｈｅＣＦＤｒｏｒａｍｉｓｖｅｒｄ．Ｔｈｌｈｆｉｌｙｐｇｉｆｉｅｅｄｅｔａｉｓｏｆｔｅｔｒａｎｓｉｅｎｔｆｌｏｗｅｄｉｎｔｈｅｃａｓｃａｄｅａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｗｈｉｃｈｒｅｆｌｅｃｔｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｅｏｆｈｉｈｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅｉｎ

6、ｃａｔｕｒｉｎｔｈｅ，ｇｇｐｇｆｉｎｅｆｌｏｗｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．ＴｈｅｗｏｒｋｌａｙｓａｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｆｏｒｆｕｒｔｈｅｒｈｉｇｈａｃｃｕｒａｃＬＥＳｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｃｏｍｐｌｅｘｙｃｏｍｐｒｅｓｓｉｂｌｅｆｌｏｗｉｎｔｈｅｔｕｒｂｏｍａｃｈｉｎｅｒｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｌａｒｇｅｅｄｄｙｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ＷＥＮＯｓｃｈｅｍｅ；ＡＵＳＭｓｃｈｅｍｅ；ｌｉｎｅａｒｃａｓｃａｄｅｏ前言现代航空发动机的大推重比性能特点使得压气求解格式的精度对ＬＥＳ计算程序的黏

7、性流动机负荷更高，叶片表面流动分离更加普遍，流道内结构分辨能力有重要影响，同时，叶轮机械内部的的流动状况也更加复杂，受湍流模型和转捩模型普超、跨音流动对计算格式的间断分辨率和也提出要Ｓ？适性限制，传统雷诺平均模拟（ＲＡＮ）方法逐渐难求。Ｊｉａｎｇ和在ｒ阶ＥＮＯ格式基础上发展以满足设计者使用要求Ｓ2ｒ－1在可压缩流动的。并且由于ＲＡＮ求解不能了阶通量型ＷＥＮＯ格式，获取湍流流场瞬态细节。迎风类，也使对叶轮机械内部复杂高精度数值计算中得到了较为广泛的应用一流动的机理研究受掣．随着计算机性能的不断提高，格式计算性能的另

8、重要影响因素是数值通量分裂大涡模拟（ＬＥＳ工程计算方面的应用已成为方法主要包括矢通量分裂