Gamma-Theta经验转捩模型在DES中的应用

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1、第4卷第2期2013年5月航空工程进展ADVANCESINAERONAUTICALSCIENCEANDENGINEERINGV01．4No．2May2013文章编号：1674—8190(2013)02—226—06Gamma-Theta经验转捩模型在DES中的应用乔磊1，白俊强1，华俊1’2(1．西北工业大学航空学院，西安710072)(2．中国航空工业集团公司中国航空研究院，北京100012)摘要：与RANS湍流模型相比，DES湍流模型的边界层外自由流部分存在LES区，该区域的涡粘性会有所降低。为了研究了这一特征对y—Re。。转

2、捩模型的影响，以平板实验为算例，选取基于k-coSST湍流模型的DES模型和DDES模型，检验y—Re。。转捩模型在DES模型和DDES模型中的表现。结果表明：DES模型和DDES模型使转捩位置推迟，SsT—DES模型由于对网格过度敏感而没有触发转捩，SST—DDES模型使转捩位置后移较少；DDES模型比DES模型更适合)，一Re。。转捩模型；转捩经验关系需要进行修正后才能将y—R白。应用于DDEs模型。关键词：转捩；湍流模型；DES；DDES；涡粘性中图分类号：V221．3文献标识码：AApplicationofGamma-Th

3、etaTransitionModelinDESQiaoLeil，BaiJunqian91，HuaJunl’2(1．SchoolofAeronautics，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710072，China)(2．ChineseAeronauticalEstablishment，AviationIndustryCorporationofChina，Beijing100012，China)Abstract：Detached—EddySimulation(DES)methodsha

4、velowereddyviscositythanReynolds—AveragedNavier-Stokes(RANS)methodinitsLarge-EddySimulation(LES)zoneoutsidetheboundarylayer，andwillaffectper—formanceof)，一Re口。transitionmodel．Thebehaviorofy—Re口ttransitionmodelimplementedinDESandDelayedDetached—EddySimulation(DDES)model

5、isinvestigated．ThenumericaltestonflatplateshowsthatDDESmethodcandelaythetransition，andinDESmethod，transitionissuppressedbytheover-reducededdyviscosi—ty．ItindicatesthatDDESmethodismoresuitableforimplementingofy—Re口ttransitionmodelthanDESmeth—odandrecalibrationofthetran

6、sitionmodelisrequired．Keywords：transition；turbulencemodel；DES；DDES；eddyviscosity0引言随着对飞行器性能的要求越来越高，工程上对气动数据精度的要求也越来越高。边界层转捩对摩擦阻力、流动分离位置和跨声速激波位置等产生很大的影响，因此对边界层转捩位置的准确预测成为一个非常重要的工程问题。特别是在雷诺数不收稿日期：2012—1106；修回日期：2012-12—24通信作者：乔磊，qiaol618@163．com太大的情况下，飞行器绕流的边界层大部分处于层流状态

7、，此时转捩位置的准确判断对飞行器性能的预测显得十分必要。即使在雷诺数较大的情况下，由于层流减阻的诱人前景，对边界层转捩的准确预测也具有十分重要的应用价值。在实践中，无论是风洞试验还是数值计算，都缺乏准确给出边界层转捩位置的方法。在风洞试验方面，受制于风洞的尺寸和能源消耗，大型运输类飞机的实验雷诺数一般小于实际值，因而无法准确反映转捩位置。在数值计算方面，虽然湍流模型在工程上得到了广泛应用，但是能够应用于工程上的转捩模型仍非常少。第2期乔磊等：GammaTheta经验转捩模型在DES中的应用因此，开展考虑边界层转捩的流场精确数值模拟

8、技术的研究具有重要的意义。在转捩预测方面，F．R．Menter等u3于2004年提出了基于当地关联的y—Re。。转捩模型，该模型并不试图模拟边界层内转捩的物理过程，而是为把经验关联方法融入到现代分区并行CFD求解方法中提供一个有效途径。为克服传统R