预处理AUSMDV格式在微型扑翼绕流数值模拟中的应用

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1、第1卷第3期2010年8月航窄工程进展ADVAN【’ESINAERONAUTIC人I。SCIENCEANDENGINEERINGV01．1No．3Aug．2010文章编号：1674—8190(2010)03—235—07预处理AUSMDV格式在微型扑翼绕流数值模拟中的应用陈利丽，宋笔锋，宋文萍，杨文青(西北T业人学翼犁叶栅空气动力学国防科技重点实验室，西安710072)摘要：由于微型扑翼的低速低雷诺特性。对其粘性绕流的数值模拟存在较大困难。传统的中心空间离散格式不具有格式耗散而需要加入带有自由度的人工耗散，给计算带来不确定因素；此外。在低速低雷诺

2、条件下，RANS方程组的条件数太大。导致计算收敛缓慢甚至不收敛，需要引入预处理方法加速收敛。本文使用具有低耗散特性的AUSMDV空间离散格式结合预处理方法对扑翼的非定常粘性绕流进行了数值模拟，非定常推进采用了含双时间迭代的I，U—SGS隐式时间推进，湍流模型采用了BI。模型。计算结果表明，加入预处理能够克服AUSMDV格式难以收敛的缺点，并且与中心格式相比，基于预处理的AUSMDV格式能够更准确地模拟扑翼的非定常粘性绕流，通过将本文计算结果与文献结果对比验证了本文方法的有效性。在此基础上研究了扑翼相关参数对气动特性的影响，对进一步了解扑翼气动力产

3、生机理，指导扑翼的气动设计具有参考价值。关键词：预处理；AUSMDV格式；扑翼；高分辨率格式；N—S方程中图分类号：V211．4文献标识码：AApplicationofPrecond“ioningAUSMDVSchemeonNumericalSimulationforFlowAroundMicro-flappingWingChenLili，SongBifeng，SongWenping，YangWenqing(NationalKeyLaboratoryofScienceandTechnologyonAerodynamicDesignandResea

4、rch，NorthwesternPolytechniealUniversity，Xi’an710072，China)Abstract：Numericalsimulation0fflappingwing’SviscousflowfiledisdifficultduetothelowspeedandlOWReynoldsnumbereffect．Thecentralspatialdiscretizationschemeneedstoaddartificialdissipation，whichleadstouncertainness．Inadditio

5、n，theconditionnumberofRANSequationsistOOlargewhichleadstoveryslowconvergence．InthispaperAUSMDVupwindspatialdiscretizationscheme。whichhaslowdissipationcharacter—isticscombinedwithpreconditioningmethod，isusedtOsimulateflappingwing’Sflowfield．TheRANSsolverissolvedbymeansofafinit

6、evolumeapproachusingaLU—SGStime-steppingmethodwithmulti—gridacceleration，andBI，turbulencemodelisapplied．TheresultsrevealthatthepreconditioningAUSMDVschemecansimulatetheflappingwing’SunsteadyflowfieldsmorepreciselycomparedtOthecentralscheme．Themethodisofvalidi—tybycomparingcom

7、putationalresultswithresultsgotfromreference．Theinfluenceofdifferentparametersonaerodynamiccharacteristicsisinvestigated，whichisimportantforfurtherunderstandingofflappingwing’Saer—odynamiccharacteristicsandishelpfultOflappingwing’Saerodynamicdesign．Keywords：preconditioning；AU

8、SMDVscheme；micro-flappingwing；highresolutionscheme；Navier-StokesEqua