扩散作用对γ-(—Re)θt模型转捩预测的影响

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1、第43卷第5期2013年9月航空计算技术AeronauticalComputingTechniqueV01．43No．5Sep．2013扩散作用对y—m优模型转捩预测的影响乔磊1，白俊强1，华俊1”，史亚云1(1．西北工业大学航空学院，陕西西安710072；2．中国航空研究院，北京100012)摘要：Gamma．theta转捩模型是Menter及其合作者提出的一个基于经验关系的转捩模型，其经验关系式和模型参数是通过来流米雷诺数均在150万以下的．13系列平板实验在CFX程序中标定的。首先通过T3A平

2、板修正了转捩经验关系式，然后对S＆K平板实验进行了数值模拟，研究了较高雷诺数下模型控制方程扩散项系数以及与数值扩散相关的流向网格尺度对gamma．theta模型转捩预测结果的影响。模拟的结果表明，这些因素对转捩位置都有明显影响，并且gamma方程的扩散项系数还影响转捩完成后全湍区的摩阻值。三种因素对转捩预测影响的趋势分别为：gamma方程的扩散项系数越大，theta方程的扩散项系数越小，流向网格尺度越大，则转捩位置越靠前。关键词：转捩预测；网格依赖；数值扩散；经验参数中图分类号：V211文献标识码：

3、A文章编号：1671—654X(2013)05．0078-04InfluenceofDiffusionEffectson),-Re饼TransitionPredictionQIAOLeil，BAIJun．qian91，HUAJunl”，SHIYa．Yunl(1．SchoolofAeronautics，NorthwestPolytechnicalUniversity，Xi7an710072，China；2．AeronauticalEstablishmentofChina，Beiiing100012，C

4、hina)Abstract：Gamma—thetamodeliscorrelationbasedtransitionpredictionmodeldevelopedbyMenteret．a1．ItsempiricalcorrelationandmodelparameterswerecalibratedforCFXsolverby113seriesfiatplateexperimentswhichuniteReynoldsnumberallbelow1．5million．Inpresentwork，e

5、mpiricalcorrelationwasre．calibratedbyT3Aplate．Then，influenceofmodelequationdiffusiontermcoefficientsandnumeri—caldiffusioneffectrelatedtostream—wise扣dscaleontransitionpredictionwasinvestigatedbynumericalexperimentonS&KflatplatewithauniteReynoldsnumbero

6、f3．34million．Resultshowsthatdiffusiontermcoefficientsandstream—wise酾dscaleallhavesignificanteffectontransitionprediction．Further—more，withlargergamma·equationdiffusionterm，smallertheta—equationdiffusiontermorlargerstream-wise面dscale，transitionpositionp

7、redictedbygamma-thetamodelwillmoveforward．Keyivords：transitionprediction；gridsensitivity；numericaldiffusion；empiricalparameter引言边界层转捩对流场形态有明显的影响。Menter及其合作者提出的gamma．theta转捩模型¨。1综合了间歇因子思想和经验转捩关系，为中低雷诺数准三维流场转捩预测提供了一种实用的手段。该模型通过经验公式体现压力梯度和湍流度等当地流动参数对转捩的影响

8、，通过输运方程模拟流动历史效应在转捩中的作用。该模型不描述转捩的物理机理，依靠经验参数的标定来模拟转捩现象。因此，该模型数学性质与求解中的数值处理对其转捩的模拟能力有明显的影响。Langtry所公布经验转捩关系式∞1是基于CFX求解器使用ERCOIiTACT3平板实验Ho标定的。B系列实验的来流米雷诺数为(0．092～1．32)×106不等，据此标定的转捩模型在一些示例中低雷诺数的二维和准三维流场转捩预测中取得了与实验符合较好的结果。但是，在更高雷诺数条件下，该模型的