SAS与PANS模型在圆柱绕流中的应用比较

SAS与PANS模型在圆柱绕流中的应用比较

论文摘要

分别运用SST(Shear Stress Transport)、SST-SAS(Scale-Adaptive Simulation)、两种变fk(模化湍动能的比例)函数的SST-PANS(Partially Averaged Navier-Stokes)湍流模型对Re=3900的圆柱绕流进行了数值研究,重点从湍流结构捕捉、气动力计算、涡黏性控制等方面,比较了SAS与PANS两类RANS/LES混合模型的计算能力,并通过不同网格计算分析了模型的网格敏感性。数值结果表明:SAS及两种变fk方法的PANS模型均具有求解小尺度涡运动的能力,并能较好地反映出绕流尾迹的三维非定常特性,同时PANS模型能捕捉到更多的非定常结构;SAS模型中自适应尺度Lvk立足于当地流动,对网格依赖较小,计算的湍动粘度分布更合理,能够更好地计算剪切层及回流区;两种PANS模型网格独立性较差,出现了雷诺应力不足的现象;类DES可变fk函数构造相对简单,所得fk分布更准确,使用tanh函数计算的尾迹区fk值偏低,对流场调控能力稍差。

论文目录

  • 0 引言
  • 1 计算模型及数值方法
  •   1.1 控制方程
  •   1.2 湍流模型
  •     1.2.1 SST-k-ω模型
  •     1.2.2 SST-SAS模型
  •     1.2.3 SST-PANS模型
  • 2 计算模型及数值方法
  •   2.1 计算域、网格及边界设置
  •   2.2 方程求解设置
  • 3 计算结果分析
  •   3.1 数据采集及流场宏观结构
  •   3.2 回流区速度分布
  •   3.3 加密网格计算结果
  •   3.4 积分统计量比较
  •   3.5 混合模型调控机制比较
  • 4 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 刘跃,管小荣,徐诚

    关键词: 湍流模型,尺度自适应,局部时均化,圆柱绕流,数值模拟

    来源: 空气动力学学报 2019年04期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑,基础科学

    专业: 力学

    单位: 南京理工大学机械工程学院

    基金: 国家自然科学基金青年科学基金项目(11202101)

    分类号: O357.5

    页码: 530-540

    总页数: 11

    文件大小: 6573K

    下载量: 178

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