网格拓扑和湍流模型参数对多段翼流动的影响

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1、第42卷第2期2012年3月航空计算技术AeronauticalComputingTechniqueV01．42No．2Mar．2012网格拓扑和湍流模型参数对多段翼流动的影响成水燕，聂智军，郭洋，张小莉(中航工业西安航空计算技术研究所，陕西西安710068)摘要：计算网格和湍流模型是影响CFD结果不确定的重要因素。基于NHLP一2D高升力翼型开展了数值试验对比研究，采用多块分区方法研究了适用于二维复杂构型的网格拓扑结构和网格分布方法，并在尽量排除网格影响因素的情况下，采用均匀设计方法初步分析了SST模型参数在低速多段翼型绕流流场中的影响大小。研究成果在工程应用中具有一定的参考价值

2、。关键词：多段翼型；NHLP一2D；网格拓扑：湍流模型参数中图分类号：V21l文献标识码：A文章编号：1671．654X(2012)02．0056．04InfluenceStudyofGridTopologyandTurbulenceModelParametersforMulti—elementAirfoilCHENGShui—yan，NIEZhi—jan，GUOYang，ZHANGXiao—li(Xi7anAeronauticsComputingTechniqueResearchInstitute，AVIC，Xi’an710068，China)Abstract：Gridandtu

3、rbulencemodelaretheimportantinfluencediathesisofCFDresultuncertainty．ThispaperhasdevelopedcontraststudyofnumericalexperimentationonbasisofNHLP-2Dhigh—liftairfoil．The萌dtopologyandgirddistributionrulearestudiedbyMulti—blockpartitionmethodfor2Dcomplexconfigure．And，tothebestofgettingridof西deffect，

4、theInfluenceofparametersinSSTturbulencemod—elareanalyzedbyUniformdesignmethodforlowspeedmulti—elementairfoil．Theconclusionofthestudyinengineeringapplication，whichhasacertainreferencevalue．Keywords：multi-elementairfoil；NHLP一2D；gridtopology；turbulencemodelparameters引言多段翼复杂的几何外形包括前缘缝翼、主翼和后缘襟翼等多个翼

5、段组合，以及多个翼段之间的狭小缝隙和剪刀叉，这些特殊外形给网格拓扑设计、网格点分布以及网格质量控制都带来了很大困难。多段翼型也涵盖多种复杂流动现象⋯，包括层流分离、强逆压梯度引起的分离、激波／附面层干扰、缝翼尾流与主翼附面层的交汇与掺混、主翼尾流与襟翼附面层的交汇与掺混、缝道粘性流动、流动转捩以及部件干扰等等多种流动特征，这些复杂流动对数值模拟方法和湍流模型提出了很高要求。因而，飞机的多段翼高升力增升系统设计及其空气动力特性的研究一直为民机设计研究的前沿课题，飞机多段翼型复杂绕流计算仍然是现代CFD技术的挑战之一。目前，针对高升力系统的CFD模拟旧1，国际间广泛开展了高升力系统流场

6、的计算、风洞实验以及它们之间的对比和评估工作，但若要为高升力构形的气动力设计及优化提供更加准确的CFD预测结果，还需开展大量的研究分析。数值求解N—S方程组必须解决的问题和影响结果的主要因素包括计算网格、湍流模型与数值求解方法【31(空间离散和时间推进)。本文从二维流动着手，着重基于前两个因素开展了NHLP一2D多段翼型Mj粘性计算研究，探索了适合于二维流动特性的网格拓扑和网格分布∞J，为三维复杂增升装置构型的网格设计详细准则提供了参考依据；并选取一套与试验数据吻合较好的计算网格，初步分析了湍流模型参数取值对计算结果的影响M。7J，为进一步开展重要影响参数不确定度分析方法的应用研究

7、奠定了基础。1NHLP一2D外形与计算方法经典的NHLP一2D模型由前缘缝翼、主翼和后缘襟翼三段构成，它作为20世纪70年代英国皇家高升收稿日期：2012一01一11修订日期：2012—02—26基金项目：航宅科学基金项目资助(20091431003)作者简介：成水燕(1979一)，女，陕西渭南人，工程师，主要研究方向为理论与计算流体力学。2012年3月成水燕等：网格拓扑和湍流模型参数对多段翼流动的影响·57·力计划项目的重要研究翼型，曾在BAC风洞进行了大量试验，模